Potențial electric

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare

Potențialul electric denumit și potențial electrostatic este o mărime fizică de tip câmp scalar ce caracterizează câmpul electric. Potențialul electric al unui punct din spațiu este egal cu raportul dintre lucrul forței electrice necesar pentru deplasarea unui corp de probă încărcat cu o sarcină electrică din acel punct până la infinit și sarcina electrică a corpului de probă. Echivalent, potențialul electrostatic este raportul dintre energia potențială electrostatică a unui corp încărcat electric, asociată poziției sale în câmpul electric, și sarcina electrică a corpului.

Definiție[modificare | modificare sursă]

Definiția face apel la circulația câmpului electric pe un contur arbitrar legând punctul de potențial 0 de punctul de interes.


V = - \int_C \mathbf{E} \cdot \mathrm{d} \boldsymbol{\ell}

Potențialul electric este bine definit doar în cazul unui câmp electric a cărui intensitate are rotor nul, de exemplu câmpul produs de niște sarcini electrice în repaus.

Extindere în electrodinamică[modificare | modificare sursă]

În cazul în care sarcinile electrice sunt în mișcare (rotorul câmpului electric este nenul) se utilizează potențialul vector A.

Calculul potențialului generat de o sarcină[modificare | modificare sursă]

Lucrul mecanic în câmp electric[modificare | modificare sursă]

Lucrul mecanic al sarcinii electrice.png

Se consideră câmpul electric generat de sarcina Q, în care se deplasează sarcina de probă  q_0 . Lucrul mecanic efectuat de forța electrostatică ce acționează asupra sarcinii de probă este:

 L_{AB} = \int_A^B \vec {F_0} \cdot d \vec R = \frac {1}{4 \pi \epsilon} \int_A^B \frac {\vec R \cdot d \vec R}{R^3},

unde

  •  \vec R = x \vec i + y \vec j + z \vec k= vectorul de poziție al sarcinii  q_0 , considerate punctuale;
  •  d \vec R = dx \cdot \vec  i +dy \cdot \vec j + dz \cdot \vec k= vectorul deplasare al sarcinii;
  •  \epsilon = permitivitatea mediului.

Rezultă:

 L_{AB} = \frac {Qq_0}{4 \pi \epsilon} \int_A^B \frac {dR}{R^2} = \frac {Qq_0}{4 \pi \epsilon} \left (  \frac {1}{R_a} - \frac {1}{R_b} \right ).

Această formulă sevește la definirea potențialului electric:

 L_{AB} = q_0 U = -q_0 (V_B - V_A)
 V= \frac {1}{4 \pi \epsilon} \frac QR,

unde

  • U = diferența de potențial dintre punctele A și B;
  • R = distanța de la sarcina Q până la punctul considerat.

Unitate de măsură[modificare | modificare sursă]

Potențialul electric se măsoară în volți (V) sau joule / coulomb (J/C). Diferența dintre potențialele a două puncte este definită ca tensiune electrică între cele două puncte, măsurată de asemenea în volți.

Bibliografie[modificare | modificare sursă]

  • V. Novacu Electrodinamica Editura didactică și pedagogică-București 1966