Potencial Elétrico e Energia Potencial Elétrica

Física Deixe um comentário

Potencial Elétrico (V)

Você precisa prestar muita atenção agora! Esse é um conceito abstrato, difícil de relacionar com algo intuitivo. Então, vamos aprender isso juntos! Imagine um ponto situado em um campo elétrico. Existe um potencial elétrico (V) associado a este ponto. Sabe o que significa esse potencial? Ele representa a energia que seria necessária para trazer uma carga de um coulomb até esse ponto. É importante você saber isso! Em geral, tomamos como referencial o infinito, isto é, consideramos que estamos trazendo a carga do infinito até o ponto determinado.

Note que será necessário gastar uma energia para trazer uma carga de (q) coulombs do infinito até algum ponto P. Essa energia ficará armazenada no sistema na forma de Energia Potencial Elétrica, dada pela seguinte equação:

Lembra que energia era medida em Joule (J) e que a intensidade de uma carga é expressa em coulomb (C)? Então, vamos usar este fato para deduzir a unidade do potencial elétrico. Isolando o potencial elétrico na equação, temos o seguinte:

Através disso, podemos perceber que a unidade de Potencial Elétrico é o J/C, também conhecido como Volt (V)!

Potencial Elétrico Devido a Uma Carga Puntiforme

Acabamos de ver que, para existir potencial elétrico, necessariamente deve haver um campo elétrico, não é? Isso mesmo! Agora vamos relacionar as coisas! Também já aprendemos que uma carga elétrica puntiforme gera um campo elétrico, certo? Como podemos, então, relacionar o potencial elétrico com uma carga elétrica puntiforme? Isso é muito simples! Considerando um ponto aleatório situado a uma distância (d) de uma carga elétrica puntiforme (Q), essa relação é dada pela seguinte equação:

Repare que, nesta expressão, ao contrário do que acontecia quando estudamos campo elétrico, não estamos utilizando o módulo da carga. Aqui, o sinal da carga elétrica importa! O potencial elétrico pode ser tanto positivo quanto negativo.

Energia Potencial Elétrica (EPE)

Boa notícia! Já vimos isso anteriormente enquanto estudávamos potencial elétrico! Mas, como Física nunca é demais, vamos nos aprofundar um pouquinho mais: imagine uma carga elétrica positiva (Q) em uma região do espaço. Se tivermos interesse em trazer outra carga elétrica positiva (q) até as proximidades da carga anterior, haverá repulsão entre elas, certo? E teremos que gastar energia para vencer as forças elétricas que repelem as cargas? Claro que sim!

Se liga nessa outra situação: se mantivermos aquelas duas cargas positivas paradas próximas uma da outra, a tendência delas será cada uma ir para um lado diferente, concorda? Então, essa energia de repulsão que ficará acumulada no sistema é justamente a Energia Potencial Elétrica (Epe). Essa energia dependerá da intensidade das cargas (q e Q) e da distância (d) entre elas!

Vale relembrar! Assim como todas as formas de energia no SI, a Energia Potencial Elétrica é medida em Joules (J).

Propriedades do Potencial Elétrico

Quando estamos tratando de potencial elétrico, existem algumas propriedades dele que você precisa lembrar. Por isso, se liga!

Lembra das grandezas escalares? O potencial elétrico é uma delas! Ele é representado apenas por um número. Pense que o potencial elétrico é fruto das cargas e pode ser visto nas linhas de campo que elas geram. Sendo assim, o valor desse potencial elétrico sempre diminui conforme andamos no mesmo sentido dessas linhas de campo. Para cargas positivas, como as linhas “saem” da carga, o potencial elétrico diminui quando nos afastamos dela. Já em cargas negativas, como as linhas de campo estão entrando na carga, o potencial elétrico diminui quando nos aproximamos da carga.

Agora fica fácil de deduzir como as cargas se movimentam quando abandonadas em um campo elétrico: cargas positivas tendem a se deslocar para pontos de menor potencial; cargas negativas tendem a se deslocar para pontos de maior potencial.

Para saber mais, veja também: