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2.1 ENERGIA POTENZIALE ELETTRICA - U
2.1 ENERGIA POTENZIALE ELETTRICA - U
L'energia potenziale elettrica è l'energia associata alla posizione di una particella carica in un campo elettrico. Essa è definita come il lavoro che un campo elettrico esterno compie per spostare la particella carica da un punto di riferimento (di solito a distanza infinita) fino alla sua posizione attuale.
L'energia potenziale elettrica U dipende non solo dalla posizione della particella carica nel campo elettrico, ma anche dalla quantità di carica Q della particella. In altre parole, l'energia potenziale elettrica U è definita come: U = W/Q
dove W rappresenta il lavoro compiuto dal campo elettrico per spostare la particella carica dalla posizione di riferimento fino alla sua posizione attuale.
L'unità di misura dell'energia potenziale elettrica è il joule per coulomb (J/C), che viene anche chiamato volt (V). Quindi, l'energia potenziale elettrica può essere definita come l'energia per unità di carica espressa in volt.
Energia potenziale di una particella di prova nel campo di una carica puntiforme:
Consideriamo il lavoro compiuto quando q0 viene spostata da A a B da una particella carica q fissa.
Spostamento lungo un arco di circonferenza da A a B
Spostamento radiale da A a B
Spostamento lungo un percorso aijb, si scompone in più archi
Spostamento lungo una traiettoria qualsiasi
Quindi il lavoro è indipendente dal percorso svolto e quindi si tratta di una grandezza conservativa.
La variazione di energia potenziale invece è : Ub-Ua= - integrale F dl
2.2 POTENZIALE ELETTRICO - V - Voltaggio
2.2 POTENZIALE ELETTRICO - V - Voltaggio
E' una grandezza scalare che rappresenta l'energia potenziale elettrica per unità di carica elettrica presente in un punto dello spazio a causa di una o più cariche elettriche.
Per una carica puntiforme:
Il potenziale elettrico V in un punto P a una distanza r dalla carica Q è definito come: V = kQ/r
dove k è la costante elettrostatica, Q è la carica elettrica della carica puntiforme e r è la distanza tra la carica puntiforme e il punto P.
In alternativa, il potenziale elettrico può essere definito anche in termini di energia potenziale elettrica U, come rapporto tra l'energia potenziale elettrica U e la carica q0 presente nel punto P: V = U/q0
dove q0 rappresenta la carica di prova utilizzata per misurare il potenziale elettrico in un punto dello spazio.si misura in volt (V), che corrisponde a joule per coulomb (J/C). In altre parole, il potenziale elettrico rappresenta l'energia potenziale elettrica per unità di carica presente in un punto dello spazio.
Per più particelle:
Per una distribuzione continua:
Potenziale prodotto da un dipolo elettrico:
1eV= energia guadagnata dall'e- attraverso una differenza di potenziale di 1V (molto piccola)
DIFFERENZA DI POTENZIALE / Tensione elettrica
Vb-Va= Ub-Ua/qo Si misura in Volt
Relazione tra campo e potenziale elettrico:
Gradiente di potenziale: E0 -grad V, operatore scalare di derivata rispetto al tempo d/dt
Equazione di Poisson e Laplace (se uguale a zero, quando non sono presenti cariche):
Per una forza conservativa l'integrale lungo un circuito chiuso vale zero. Analogamente per il campo elettrostatico la sua circuitazione è nulla.
Integrale E dl =0
In un campo elettrostatico E il rotore è nullo, visto che un campo elettrostatico è conservativo. E' nullo in tutte e tre le direzioni. rotE=0
2.3 SUPERFICI EQUIPOTENZIALI
2.3 SUPERFICI EQUIPOTENZIALI
E' una superficie in cui il potenziale è costante.
Inoltre abbiamo che le forze elettriche non svolgono lavoro quando una particella carica si sposta lungo la superficie equipotenziale.
Vengono raffigurate come sfere concentriche che si addensano vicino alla carica.
Hanno direzione perpendicolare alle linee
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