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 într-un punct. 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