Física

Aula 7 – Eletricidade

Prof.: Célio Normando

•Diferença de potencial e campo elétrico uniforme

•Diferença de potencial

elétrico (d.d.p.)

•Trabalho

Potencial Elétrico

mα

1 2

F

IntroduçãoO trabalho de uma força F (constante), para deslocar um corpo de massa m da posição 1 para a posição 2, é definido pela expressão:

W = F . d . cos

F: módulo da forçad: módulo do deslocamentoα: ângulo formado entre F e d

α

F

m α

F

m α

F

m α

F

m α

F

m

d

Observe que, de uma maneira geral, a força elétrica é variável e, portanto, o trabalho será calculado pela área no gráfico da Força x deslocamento

No caso da força F ser variável, então o trabalho pode ser calculado através da área do gráfico de Força x deslocamento.

Introdução

F

d0 d1

F1

d2

F2

W

A B

E

E

E

E

Diferença de potencial elétrico (d.d.p.)

F

Imagine dois pontos A e B de um campo elétrico.

A diferença de potencial entre dois pontos A e B (VAB) é a razão entre o trabalho realizado pela força elétrica, para transportar uma carga de prova (q) do ponto A para o ponto B, e a carga (q) transportada.

A força elétrica realiza um trabalho(WAB)para deslocar a carga de prova de A para B.

+F

+F

+F

+F

+ Uma carga de prova (q),

colocada no ponto A, ficará

sujeita a ação de uma força

elétrica( F ).

WAB

q=VAB

Diferença de potencial elétrico (d.d.p.)

MKS

A diferença de potencial entre dois pontos(d.d.p.) é também comumente chamada tensão ou voltagem.

UNIDADES

joule/coulomb (volt) (V)

CGS erg/stat coulomb (stat volt) (stat V)

A+++++++++

-------------

E

Conclusões Quando uma carga é deslocada entre dois pontos de um campo elétrico, perpendicularmente às linhas de força e a força elétrica não realizar trabalho, os potenciais elétricos nestes dois pontos são iguais.

WAB= 0

WAB = F . d . cos . = 90o

cos = 0

+F

q

d

+F

q B

+F

q

+F

q

VA = VBVAB = q

WAB VAB = 0 VA – VB = 0

BA E++++++++

-------------

-

+

Cargas positivas deslocam-se espontaneamente de pontos de maior potencial para pontos de menor potencial.

Conclusões

WAB = F.d

VA > VB

WAB = F.d.cos α α = 0° cos α = 1

qF

+ qF

+ qF

+ qF

+ qF

+

WAB

q(+)VAB = VAB > 0

VA – VB > 0

WAB > 0

d

Observe o movimento da carga q neste campo elétrico.

As cargas negativas deslocam-se espontaneamente de pontos de menor potencial, para pontos de maior potencial.

Note que o potencial elétrico diminui quando se percorre uma linha de força no seu sentido.

Conclusões

Vc>Vd

E

C D

+++++++++++

-----------

-

-----

Uma carga q, positiva, abandonada no ponto A no interior das placas, é deslocada para o ponto B pela ação da força elétrica.

Relação entre diferença de potencial e campo elétrico uniforme

WAB = F.d

VAB = E . d

WAB = F . d . cos α α = 0° cos α = 1

qVAB =WAB F . d

qVAB =

F = q . E

BA E++++++++

-------------

-

+

qF

+ qF

+ qF

+ qF

+ qF

+

dq . E . d

qVAB =

Relação entre diferença de potencial e campo elétrico uniforme

MKS

CGS

V/m

stat V/cm

Assim e, portanto, o campo elétrico passa a ter

as seguintes unidades:d

VAB

E =

Agora procure resolver as Atividades de Sala e Atividades Propostas.

As Soluções estão disponíveis no Click Professor.