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Appunti, Tesina di, appunto FISICA

POTENZIALE ELETTRICO, ENERGIA POTENZIALE ELETTRICA

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POTENZIALE ELETTRICO

L’energia potenziale elettrica è proporzionale alla carica q:Nella pratica si usa una grandezza indipendente dalla carica q il potenziale elettrico o tensione

La differenza di potenziale Va – Vb tra due punti A e B di un campo elettrico è il rapporto tra il lavoro compiuto dalla forza del campo quando una carica esploratrice q si sposta da A a B lungo qualsiasi traiettoria, e la carica q stessa . L’unità di misura è il volt , joule / coulomb .

Supponendo che B sia un punto all’infinito o a terra , il potenziale elettrico di un campo in un punto è il rapporto tra il lavoro compiuto dalla forza del campo quando una carica esploratrice q si sposta da quel punto all’infinito o a terra lungo qualsiasi traiettoria e la carica q stessa.

Considerando il campo generato da una carica puntiforme Q , il potenziale elettrico in un punto a distanza r da Q è nell’ipotesi di attribuire valore 0 al potenziale all’infinito

Nel caso di un campo uniforme generato da un condensatore abbiamo : DV = E d, formula che di solito viene usata per il calcolo del campo elettrico che può dunque esprimersi in volt/m o in N/C.

In tutti i punti aventi uguale distanza dalla carica che genera il campo, il potenziale ha lo stesso valore.Tali punti si distribuiscono su superfici sferiche dette superfici equipotenziali . Le linee di forza sono traiettorie perpendicolari alle superfici equipotenziali

ENERGIA POTENZIALE ELETTRICA

LAVORO IN UN CAMPO ELETTRICO UNIFORME

  • L = q E AB cos a ( il lavoro è indipendente dal cammino della carica)
  • L = q E d

LAVORO DEL CAMPO IN UNA CARICA PUNTIFORME

           Qq     1         1  

L = ______  __  -   ___

       4 p e      r         r   

Il campo elettrico prodotto da cariche ferme è conservativo.

L’energia potenziale elettrica di una carica q si indica con U ed è tale che , presi due punti A e B di un campo elettrico , la differenza Ua-Ub esprime il lavoro L compiuto dalla carica esploratrice q quando essa si sposta da A a B lungo un qualsiasi percorso.

In un campo uniforme abbiamo : U = q E x + c

IN un campo di una carica puntiforme abbiamo :

La costante additiva c rappresenta l’energia potenziale della carica q all’infinito oppure a terra. E’ convenzione attribuirle valore 0 . L’energia potenziale elettrica di una carica q in un punto a distanza r da Q (carica che genera il campo) è il lavoro che è necessario spendere per portare la carica q dall’infinito in quel punto. Se il campo è positivo e la carica è positiva , al diminuire della distanza aumenta l’energia potenziale elettrica.Se la carica q è negativa, l’energia è negativa e in valore assoluto aumenta col diminuire della distanza tra le due cariche. IN questo caso si spende lavoro per separare le due cariche che essendo di segno opposto si attraggono.

CIRCUITAZIONE

Se si considera una carica q che si muove in un campo elettrico descrivendo una traiettoria chiusa, la posizione iniziale A coincide con quella finale B per cui il lavoro è 0.  SE Ds cos a = 0 indica la circuitazione del campo elettrico.

Il lavoro compiuto dalla risultante delle forze agenti su un punto materiale è uguale alla variazione dell’energia cinetica , quindi L = E cb – E ca = UaUb . Da cui Ecb + Ub = Eca  + Ua

La somma dell’energia cinetica e dell’energia potenziale elettrica di una carica in moto in un campo elettrico si mantiene costante. Nel particolare caso di una carica q in moto nel campo generato da una carica puntiforme si ha :



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