DIFERENÇA DE POTENCIAL

ALESSANDRO VOLT (1745 – 1827)

            Física italiano que recebeu o título de conde, dado por Napoleão, pelos trabalhos que desenvolveu no campo de Eletricidade. Professor na Universidade de Pavia , ele mostrou que os efeitos elétricos observados por Galvani, com pernas de rãs, eram realmente produzidos pelo contato entre dois metais e não devidos  a uma espécie de eletricidade animal, como Galvani acreditava. Este estudo levou-o à descoberta da pilha que tomou o nome de pilha de Volta e que o levou á celebridade.

ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA

            Como vimos a diferença de potencial entre dois pontos em um campo elétrico é dado por :

                                                            V_A – V_B  = T_AB/ q

            Então, o trabalho que o campo realiza sobre a carga q, deslocando-se de A para B.

                                                           

                                                          T_AB = qV_A - qV_B  

            Anteriormente, já chamamos sua  atenção para o fato de que este trabalho não depende do caminho que a carga irá percorrer de A para B, isto é, o campo elétrico é um campo conservativo.  Sabemos, entretanto, que quando uma força é conservativa, existe sempre associada a ela uma energia potencial E_p  que se relaciona com o trabalho de força conservativa da seguinte maneira:

                                                           T_AB = E_pA - E_pB 

            Como você provavelmente se lembra, vimos , que esta relação é verdadeira para a força gravitacional, para a elástica e para qualquer força conservativa, Como a energia potencial em cada ponto tem um valor bem definido, identificado as expressões

                                      T_AB = qV_A - qV_B      e    T_AB = E_pA - E_pB 

Teremos

                                              E_pA = qV_A       e     E_pB = qV_B          

Assim de um modo geral podemos dizer que:

Se uma carga q é colocada em um ponto onde o potencial elétrico é V, ela possui nesta posição uma energia potencial elétrica

                                                            E_p = qV

           

            Para tornar estas ideias mais claras, analisaremos a situação: Consideremos uma carga pontual Q, estabelecendo um campo elétrico, no qual é colocada uma, também pontual, q, a uma distância r de Q. Sabemos que o potencial estabelecido por Q à distancia r  é V = k₀ qQ/ r .

            Esta é, então  a expressão que fornece a energia potencial elétrica ( em relação ao infinito) de uma pontual q, no campo criado por uma carga pontual Q, a uma distância r desta carga.

            Ao usar esta equação, os sinais de Q e q precisam ser levados em consideração . Por exemplo, supondo Q = +5,0 μC, q = +2,0 μC e r = 10 cm, temos:

                                

            E_p = k₀ qQ / r = 9x10⁹ x 5,0X10^-6 x 2,0x10^-6  /  0,10

                                                                                 

                                                         Donde E_p = 0,9 J    

            Este resultado significa que a carga q possui uma E_p de 0,9 J acima do valor em pontos muito distantes ( infinito, onde E_p = 0 ). Portanto, se q for abandonado daquela posição Q for mantida fixa , a carga q será repelida e alcançará um ponto no infinito com energia cinética E_c = 0,9 J ( supondo desprezível outras forças que atuam em q).

            Se o sinal da carga q for negativa, teremos , evidentemente, E_p = -0,9J. Então, a energia desta carga é ,menor do que a que ela  teria no infinito ( onde E_p = 0). Esta carga, sendo atraída por Q, só pode ser transportada para um ponto muito afastado se uma força extrema realizar sobre ela um trabalho no mínimo igual a 0,9 J ( neste caso , ela alcançaria o infinito com E_c = 0).

  
Fonte: Luiz, Antônio Máximo Ribeiro da, Beatriz Alvarenga Álvares, Física  vol 3- São Paulo;Scpione,2006