Concetti Chiave
- Il potenziale elettrico è definito come il lavoro necessario per spostare una carica unitaria in un campo elettrico, con l'unità di misura Volt (Joule/Coulomb).
- Le superfici equipotenziali rappresentano luoghi nello spazio dove il potenziale elettrico è costante, e sono sempre perpendicolari alle linee di campo elettrico.
- Nel calcolare il lavoro tra due punti in un campo elettrico, la differenza di potenziale è determinante e si esprime con l'equazione -Wa->b=q(Va-Vb).
- In un campo elettrico uniforme, la relazione tra il campo elettrico e la differenza di potenziale è espressa da E=-ΔV/d, dove d è la distanza tra due punti.
- Quando si considera uno spostamento perpendicolare alle linee di campo, il lavoro svolto è nullo, dimostrando che i punti hanno lo stesso potenziale, formando una superficie equipotenziale.
Potenziale elttrico e superfici equipotenziali
Il potenziale elettrico è il lavoro che le forze del campo devono compiere per portare una carica unitaria dal punto in cui si trova fino alla fine del campo (infinito) V= energia potenziale della carica q (J)/ carica q ( C) inoltre Up/q= kQq/r 1/q q e q si semplificano = kQ/r La sua unità di misura è il Volt = J/C. Se il campo è generato da più cariche vale il principio di sovrapposizione.Considerando due punti di un campo elettrico, per portare q da A a B il campo compie un lavoro che dipende dalla differenza di potenziale tra i due punti -Wa->b=q(Va-Vb)
Il potenziale elettrico è rappresentato dalle superfici equipotenziali: si chiama superficie equipotenziale il luogo dei punti dello spazio in cui il potenziale elettrico assume uno stesso valore. In ogni punto la superficie equipotenziale è perpendicolare alla linea di campo che passa per quel punto. Considerando un campo elettrico uniforme e all'interno di esso un segmento AB perpendicolare alle linee di campo Δs il vettore spostamento da A a B calcoliamo la differenza di potenziale. Questa è uguale al lavoro da A a B fratto q. La forza elettrica, parallela alle linee di campo è perpendicolare al vettore spostamento quindi il lavoro è uguale a 0 e così anche ΔV. Ciò dimostra che A e B hanno lo stesso potenziale quindi quel piano è una superficie equipotenziale.
Considerando un campo elettrico uniforme, la sua relazione con la differenza di potenziale è: E=-ΔV/d (Volt/m=voltametro) in cui d è la distanza tra due punti del campo dove in entrambi vi è una differenza di potenziale ΔV. Per arrivare a tale formula dobbiamo considerare una zona abbastanza piccola. Il lavoro per compiere lo spostamento d è Fxd= qEd ; ΔV= -W/q = qEd/q ; q e q si semplificano e resta -Ed per cui E=-ΔV/d
Domande da interrogazione
- Che cos'è il potenziale elettrico e come si calcola?
- Cosa sono le superfici equipotenziali e quale relazione hanno con le linee di campo?
- Come si relaziona un campo elettrico uniforme con la differenza di potenziale?
Il potenziale elettrico è il lavoro che le forze del campo devono compiere per portare una carica unitaria dal punto in cui si trova fino all'infinito. Si calcola come l'energia potenziale della carica q divisa per la carica q stessa, con l'unità di misura Volt (J/C).
Le superfici equipotenziali sono i luoghi dei punti nello spazio in cui il potenziale elettrico assume lo stesso valore. In ogni punto, queste superfici sono perpendicolari alla linea di campo che passa per quel punto.
In un campo elettrico uniforme, la relazione con la differenza di potenziale è data dalla formula E=-ΔV/d, dove E è il campo elettrico, ΔV è la differenza di potenziale, e d è la distanza tra due punti del campo.
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