Baixe Potencial eletrico e outras Notas de estudo em PDF para Física, somente na Docsity! POTENCIAL ELÉTRICO A lei de Newton da Gravitação e a lei de Coulomb da eletrostática são matematicamente idênticas, então os aspectos gerais discutidos para a força gravitacional podem ser aplicadas para o caso da força eletrostática. Como a força eletrostática é uma FORÇA CONSERVATIVA, podemos atribuir uma energia potencial elétrica U para o sistema. Quando o sistema muda de uma configuração inicial para um estado final, a força eletrostática realiza um TRABALHO sobre as partículas. O trabalho realizado pela força eletrostática independe do caminho. Ao invés de trabalharmos com a energia potencial eletrostática, definimos a energia potencial por unidade de carga A diferença de potencial entre dois pontos que equivale a escrever Por conveniência, se adotarmos Ui=0 no infinito como nossa energia potencial de referência, então o potencial no infinito também será nulo. Trabalho realizado pelo campo elétrico sobre uma particula carregada quando se move do infinito ate uma posição final. Pontos que possuem o mesmo potencial elétrico formam uma SUPERFÍCIE EQUIPOTENCIAL. O trabalho realizado por um campo elétrico sobre uma partícula quando ela se move entre dois pontos localizados sobre a mesma equipotencial é nulo. Considere uma família de superfícies equipotenci-ais associada a um campo elétrico devido a uma distribuição de cargas. Trabalho realizado pelo campo elétrico sobre uma partí-cula carregada quando se move de um extremo a outro. SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS Linhas de campo elétrico (linha cheia) e cortes transversais de superficies equipotenciais (linhas tracejadas) (a) Campo: Uniforme (b) carga pontual (c) dipólo elétrico As superfícies equipotenciais são sempre perpendiculares às linhas de campo elétrico. POTENCIAL DEVIDO A UM DIPÓLO ELÉTRICO Agora vamos determinar o potencial em um ponto P arbitrário devido a um campo elétrico. O potencial resultante Os dipólos que ocorrem na natureza, como o de algumas moléculas são bem pequenos, por isto estamos interessados apenas em pontos que estão bem distantes do dipólo, de modo que r >> d. Nestas condições, Se substituirmos as aproximações POTENCIAL DEVIDO A UMA DISTRIBUIÇÃO CONTÍNUA DE CARGA Se uma distribuição de carga q é contínua, escolhe-se um elemento diferencial de carga dq, e determina-se o potencial dV em um ponto P devido à dq, e então integra-se sobre toda a distribuição de carga. Linha de Carga - Uma haste fina não condutora de comprimento L possui uma carga positiva de densidade linear uniforme λ. Determine o potencial elétrico no ponto P, a uma distância perpendicular d da extremidade esquerda da haste. Considere um elemento diferencial dx da haste, com carga diferencial dq = λdx. O potencial Tomando V = 0 no infinito POTENCIAL DEVIDO A UMA DISTRIBUIÇÃO CONTÍNUA DE CARGA Disco carregado Vamos deduzir uma expressão para V(z), o potencial elétrico em qualquer ponto do eixo central. Considere um elemento diferencial formado por um anel plano de raio R' e espessura radial dR' Para determinarmos o potencial resultante em P somando as contribuições de todas as fatias de R' = 0 até R' = R.
