O que é potencial elétrico

O potencial elétrico é uma característica quantitativa de um campo elétrico baseada na medição do trabalho das forças elétricas que o campo realiza quando as cargas se movem através dele. Dispositivos especiais são usados ​​para medir o potencial elétrico - eletroscópios e eletrômetros.

O campo elétrico criado por cargas tem a seguinte propriedade importante: o trabalho realizado pelas forças de campo quando as cargas se movem nele depende apenas da posição dos pontos inicial e final do movimento, mas não depende do caminho ao longo do qual o movimento ocorre (um campo com tal propriedade é chamado de potencial).

Portanto, o campo elétrico em qualquer ponto pode ser caracterizado pelo trabalho que as forças do campo realizam quando uma determinada carga se move de um determinado ponto ao infinito (praticamente a um ponto tão distante que o campo nele já pode ser considerado igual a zero) .

Tal característica é o potencial elétrico em um determinado ponto do campo, que é expresso pelo trabalho que as forças do campo realizam quando uma carga positiva é removida daquele ponto até o infinito.

Se esse movimento ocorrer na direção da força que atua no lado do campo, essa força realiza um trabalho positivo e o potencial do ponto de partida é positivo. Se o movimento for em direção à força que atua no lado do campo, então a força do campo realiza um trabalho negativo e o potencial do ponto de partida é negativo.

Como o trabalho realizado quando uma carga se move em um campo elétrico não depende do caminho, mas apenas da posição dos pontos inicial e final, o trabalho realizado ao se mover ao longo de cada caminho do ponto A ao ponto B é igual à soma do trabalho realizado trabalho ao ir de A ao infinito e do infinito a B (uma vez que os dois últimos movimentos também representam movimento de A para B, mas por um caminho diferente).

Em outras palavras, o trabalho realizado pelas forças de campo quando uma unidade de carga positiva se move do ponto A para o ponto B é igual à diferença de potencial elétrico nos pontos A e B.

Uma carga positiva livre sob a ação da força do campo elétrico sempre se moverá na direção da força, que realizará um trabalho positivo, ou seja, sempre se moverá de pontos de maior potencial para pontos de menor potencial. Pelo contrário, as cargas negativas se moverão de um ponto de menor potencial para pontos de maior potencial.

Assim como os corpos pesados ​​em um campo gravitacional se movem do potencial mais alto para o mais baixo, as cargas elétricas positivas se movem do potencial mais alto para o mais baixo.

Assim como para o movimento dos corpos pesados, não é o nível absoluto em qualquer ponto que importa, mas a diferença de níveis dos pontos entre os quais os corpos se movem, para o movimento das cargas elétricas, não é a magnitude do potencial em si (medido contra o infinito) , que é essencial, mas a diferença de potencial de pontos entre os quais pode ocorrer o movimento de cargas elétricas, por exemplo, pontos conectados por um fio.

Portanto, em todos os problemas elétricos não é o potencial que desempenha um papel, mas a diferença de potencial, e para esta última grandeza é introduzido um nome especial - tensão (diferença de potencial entre dois pontos). A unidade de medida da diferença de potencial (tensão) no sistema prático de unidades é o volt.

Existem também conceitos em engenharia elétrica potencial de eletrodo e diferença de potencial de contato.