Differenza tra potenziale elettrico ed energia potenziale elettrica

Potenziale elettrico vs Energia potenziale elettrica

Il potenziale elettrico e l'energia potenziale elettrica sono due concetti molto preziosi nei campi elettrici e nella teoria elettromagnetica. In questo articolo discuteremo le basi del potenziale elettrico e dell'energia elettrica prima e poi la differenza tra i due.

Qual è il potenziale elettrico?

Quando si discute del potenziale elettrico, è necessaria una chiara comprensione del campo elettrico per interpretare il termine. Tutte le cariche elettriche, siano esse in movimento o stazionarie, producono un campo elettrico. Un campo elettrico può anche essere prodotto utilizzando campi magnetici variabili nel tempo. Ci sono diversi fattori chiave dei campi elettrici, che sono pertinenti per sapere. Si tratta dell'intensità del campo elettrico, del potenziale del campo elettrico e della densità del flusso elettrico. L'intensità del campo elettrico è definita come la forza su una carica del punto unità dal campo elettrico. Questo è dato dalla formula E = Q / 4πεr²; dove Q è la carica, ε è la permittività elettrica del mezzo, e r è la distanza del punto dal punto Q carica. La forza su un punto di carica q posto in quel punto è uguale a F = Qq / 4πεr2. Poiché q è 1 coulomb, anche questo è uguale all'intensità del campo elettrico. Il potenziale elettrico di un punto è definito come l'energia richiesta per portare una carica puntiforme di 1 coulomb dall'infinito al punto in cui viene misurato il potenziale. Questa energia è uguale al lavoro svolto sulla carica quando si porta la carica dall'infinito al punto. Se entrambe le cariche sono positive, la forza che deve essere applicata per portare la carica di prova dall'infinito al punto è sempre uguale e antiparallele alla forza di repulsione tra le due cariche. Integrando F, da infinito a r, rispetto a dr, otteniamo il potenziale elettrico (V) del punto, che è Q / 4πεr. Poiché r è sempre positivo, se la carica è negativa, anche il potenziale elettrico è negativo. Le unità di potenziale elettrico sono joule per coulomb. Un campo elettrico statico è un campo conservativo. Pertanto, il potenziale elettrico di un campo elettrico statico è indipendente dal percorso. Il potenziale elettrico di tale campo dipende solo dalla posizione.

Cos'è l'energia potenziale elettrica?

L'energia potenziale elettrica è definita come l'energia immagazzinata a causa del potenziale elettrico quando si prende una carica dall'infinito al punto dato. Si può vedere che, poiché il potenziale elettrico è uguale al lavoro richiesto per portare una carica unitaria, l'energia potenziale elettrica è il prodotto del potenziale elettrico e della carica che viene portata. Poiché l'energia potenziale = V * q, se sia V che q hanno lo stesso segno, il che significa che Q e q hanno lo stesso segno, l'energia potenziale è positiva. È richiesto un lavoro esterno per portare la carica. Se i segni sono diversi, l'energia potenziale diventa negativa. Questo indica che il lavoro viene eseguito dal sistema stesso.