Síntese
Introdução ao conceito de Energia Potencial Electrostática e definição de Potencial Electrostático. Explicação do cálculo da energia electrostática para um par de cargas eléctricas, para um sistema de cargas eléctricas e para um sistema de condutores.
Palavras-chave
- Energia
- Energia Potencial
- Eléctrica
- Electrostática
- Potencial Electrostático
- Carga eléctrica
Objectivos de aprendizagem
A aprendizagem neste tópico envolve o seguinte objectivo:
- Compreender o que é a energia potencial electrostática e como calculá-la.
Pré-requisitos
Os seguintes conhecimentos são essenciais para a compreensão deste tópico:
Energia potencial electrostática
A energia potencial electrostática de uma carga (q1) à distância (R) de outra carga (q2) é definida como:
em que k é a Constante de Coulomb e é medida em Volt (V).
Em termos de potencial electrostático, a energia potencial electrostática é dada por:
Uelectrostática = q1V2
em que o potencial electrostático causado por uma carga q à distância R é dado por:
Tal como a energia potencial gravítica está associada à posição relativa em relação às massas, a energia potencial electrostática está associada à posição relativa das cargas estáticas. É, portanto, uma energia, cujo potencial resulta da interacção entre dois ou mais objectos com uma certa propriedade, neste caso, a carga eléctrica. No entanto, difere da energia gravítica, pelo facto da carga ter sinal, podendo ser positiva ou negativa.
É necessária uma certa quantidade de trabalho positivo para juntar as cargas com o mesmo sinal.
Essa energia transferida para o sistema fica acumulada como energia potencial enquanto se mantiver a posição relativa das cargas.
Assim, a energia potencial electrostática é definida como:
O trabalho necessário para levar uma carga q, de uma região afastada, até outra onde estão presentes uma ou várias cargas.
Dado que a força envolvida, a força electrostática, não é constante ao longo do caminho (varia com 1/r2), não sabemos ainda como calcular o trabalho.
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