Energia potencial elétrica de duas cargas

Carga elétrica q, distante d da carga elétrica Q, possui energia potencial elétrica
Carga elétrica q, distante d da carga elétrica Q, possui energia potencial elétrica

Vejamos a figura acima, nela temos duas cargas elétricas q e Q a uma distância d uma da outra. Como a carga Q gera um campo elétrico à sua volta, podemos dizer que a carga q possui energia potencial pelo fato de o campo elétrico de Q exercer sobre q uma força elétrica. Caso a carga q seja abandonada em repouso, por influência da energia potencial inicial ela começará a se deslocar adquirindo, portanto, energia cinética.

Supõe-se que a carga Q esteja fixa, mas se por ventura não for a carga Q, mas sim a carga q que estiver fixa, poderemos falar da energia potencial de Q, no campo elétrico de q. Na verdade, podemos ver que a energia potencial pertence ao sistema das duas cargas, isto é, pertence à carga Q e q do sistema.

A energia potencial elétrica que uma carga q adquire, quando colocada em um ponto P do campo elétrico de outra carga Q, depende sempre de um ponto de referência (R). Desta forma, podemos fazer esse cálculo com base no trabalho que força elétrica exerce sobre a carga q quando ela é levada do ponto inicial P até o ponto de referencia R.

A carga elétrica q é levada até o ponto P

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Portanto, temos que a energia potencial é igual ao trabalho de P até R.

Epot PPR

Por se tratar de uma força elétrica não constante, matematicamente temos:

Logo:

No estudo da eletrostática consideramos o ponto de referência muito distante da carga, isto é, o consideramos como no infinito. Considerando R no infinito, podemos calcular a energia potencial elétrica de q no ponto P do campo da carga Q da seguinte maneira:

De acordo com a equação acima podemos dizer que se ambas as cargas possuírem valores positivos, a energia potencial também será positiva. Se caso uma das cargas for negativa, isto é, se possuir sinais opostos, a energia potencial será, então, negativa.

Podemos perceber também que conforme uma das cargas, de mesmo sinal, se afasta, a energia potencial dela tende a diminuir, e se caso uma das cargas, de sinais contrários, se afasta uma da outra, a energia potencial tende a aumentar. Sendo assim, temos:

Sendo                  τPR=-τPR                  resulta:          Epot PPR=-τPR

Por: Domiciano Correa Marques da Silva

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