Potencial elétrico no campo criado por uma carga puntiforme

Podemos dizer que o potencial elétrico é uma grandeza física que foi proposta a fim de descrever campos elétricos escalarmente. Portanto, podemos dizer que o conceito de potencial elétrico expressa o efeito de um campo elétrico em termos da posição dentro desse campo. Na física, definimos o potencial elétrico como sendo o quociente entre a energia potencial elétrica pelo valor da carga.

Matematicamente temos:

Vejamos a figura acima, nela temos uma carga de prova q. Supondo que, pela atração da força elétrica, essa carga de prova mudasse de um lugar para outro no campo elétrico. Para que essa carga saia de um ponto e vá para outro, dentro do campo elétrico, é necessária a realização de trabalho. O trabalho realizado sobre a carga fica armazenado em forma de energia potencial elétrica.

Sendo assim, podemos dizer que se uma carga de prova q positiva trazida do infinito for colocada em um ponto A próximo a uma carga elétrica Q também positiva haverá realização de processo forçado, isto é, o trabalho realizado é contra as forças do campo elétrico.

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Nesse tipo de situação, o trabalho realizado corresponde à própria energia potencial elétrica armazenada no sistema formada pelas cargas Q e q. Matematicamente temos:

Se ao invés de uma carga q, aproximássemos uma carga 2q ao sistema da carga Q, veríamos que seria armazenado o dobro da energia. Se aproximássemos uma carga de prova 3q, seria armazenado o triplo e assim por diante. Podemos, então, concluir que a energia potencial armazenada no sistema é constante. A partir dessa definição surge a grandeza física escalar chamada de potencial elétrico, que é representada pela letra V.

Através da equação do potencial elétrico definida anteriormente, podemos reescrevê-la em função da energia potencial, sendo assim, temos:

A equação acima determina o potencial elétrico do ponto A, localizado à distância dA da carga de prova Q que gera o campo elétrico estudado.

Carga de prova q colocada a uma distância d da carga puntiforme Q

Carga de prova q colocada a uma distância d da carga puntiforme Q

Por: Domiciano Correa Marques da Silva