College of St. Rose - Olá pessoal, vamos para mais uma aula de Eletrostática. Capítulo 4, potencial elétrico. Hoje vamos discutir o que é uma diferença de potencial elétrico, também conhecida por d.d.p. Na aula passada, nós discutimos o que é um campo elétrico uniforme. A gente viu que esse campo é representado por linhas igualmente espaçadas e geralmente é representado entre placas com cargas de sinais opostos que é um dispositivo que damos o nome de Capacitor pois bem, ao liberar uma carga positiva no ponto "A", nesse campo elétrico uniforme essa carga sofre uma força no mesmo sentido campo já que ela é positiva essa força faz com que a carga se mova até um ponto "B" sofrendo um deslocamento "d" e aí nós vivemos que essa força vai realizar um trabalho que vai ser dado por W = q.E.d. o que eu vou chamar a atenção do vocês hoje é que se a gente fizer a razão desse trabalho realizado sobre carga que sofreu esse trabalho nós vamos encontrar um resultado bem interessante: Esse trabalho vai ser "q.E.d" já que o campo é uniforme vamos cortar a carga "q" do numerador e do denominador E isso vai dar "E.d" Como o campo é uniforme, esse "E" é constante e como estou levando a carga de um ponto "A" à um ponto "B" fixo esse "d" também é constante, ou seja, "E.d = constante" então trabalho por unidade de carga também é uma constante se é assim, se isso ("W/q") é uma constante isto deve ser uma característica do sistema deve existir uma grandeza física que deve está relacionada a esta razão que deve está associada intimamente ao sistema. Essa grandeza é o que a gente chama de diferença de potencial elétrico que nós vamos representar por essa letra "U" Então a diferença de potencial elétrico vai pode ser calculada pelo trabalho por unidade de carga. Essa é a definição de diferença de potencial elétrico. Uma outra forma de calcular essa d.d.p. é o produto "U = E.d" Só que isto aí você só vai poder usar seu campo for UNIFORME E uma outra forma de calcular a diferença de potencial é pegar o potencial elétrico do ponto de onde a carga saiu vamos chamar esse potencial de "Va" e subtrair do potencial de onde a carga chegou vamos chamar o potencial desse ponto de "Vb" então se eu pegar o inicial "Va" menos o final "Vb" eu vou encontrar a diferença de potencial elétrico entre esses pontos Qual vai ser a unidade de diferença de potencial elétrico? Ora, se d.d.p. é trabalho por unidade de carga e trabalho é dado em joule ("J") e carga é dada em coulomb ("C") então a d.d.p., a diferença de potencial, vai ser dada em joule por coulomb em homenagem à um camarada chamado Alessandro Volta nós vamos chamar joule por coulomb de Volts Então a unidade de diferença de potencial elétrico é Volts A partir disso, dá pra gente entender qual o significado de diferença potencial A diferença de potencial vai medir a quantidade de energia fornecida a cada a carga de um coulomb que atravessa essa d.d.p. Por exemplo: Se você tem uma diferença de potencial de 12 volts que é o caso da d.d.p. da bateria de um carro isso significa que qualquer carga de um coulomb que atravessa essa d.d.p. vai transportar uma quantidade de energia de 12 joules. então no caso da nossa rede de tensão doméstica que aqui em natal é de 220 volts isso significa que cada um coulomb de carga que atravessa essa d.d.p. vai carregar a quantidade de energia de 220 joules. É por isso que se você levar um ventilador que foi fabricado para funcionar em Natal (220 volts) para São Paulo que é 110 volts a gente vai observar que mesmo na potência máxima esse ventilador vai funcionar lentamente porque ele foi fabricado pra receber 220 joules de energia para cada 1 coulomb de carga enquanto em São Paulo ele só recebe 110 joules para cada coulomb de carga Outra coisa importante é que na equação: a d.d.p. é igual ao campo "E" vezes o deslocamento "d" esse "d" é o deslocamento ao longo das linhas Então se eu chegar para você e perguntar: Onde a d.d.p é maior, de A para B ou de A para C? A resposta é: Em nenhum dos dois. A d.d.p é a mesma. Porque seja de A para B ou de A para C, o deslocamento ao longo das linhas é o mesmo então a d.d.p é a mesma. Uma forma de ver isso é traçar uma reta perpendicular às linhas a partir do ponto inicial e a partir do ponto final. Observamos que ao sair do ponto "A" ao ponto "B" eu vou me movimentar ao longo das linhas o deslocamento "d" assim como se eu sair de "A" para "C" o deslocamento ao longo da linha também é "d" E se eu perguntar qual é a d.d.p. entre "B" e "C"? A diferença de potencial vai ser igual a zero, já que de "B" para "C" não há movimento ao longo da linha o deslocamento ao longo da linha é zero, então não tem diferença de potencial elétrico Perceba que se eu sair de qualquer ponto da linha pontilhada 1 pra qualquer ponto da linha pontilhada 2, a diferença de potencial elétrico vai ser sempre a mesma já que o deslocamento ao longo das linhas é sempre o mesmo Então perceba que numa linha tracejada como a 2 qualquer ponto que eu pegar nessa linha tem o mesmo potencial elétrico por que não pode existir uma diferença de potencial elétrico entre esses pontos é por isso que chamamos essas linhas tracejadas de linhas equipotenciais Já está no nome "equi" de igualdade e potencial é potencial mesmo então são linhas em que todos os pontos têm o mesmo potencial elétrico essas linhas equipotenciais vão ser representadas sempre perpendiculares às linhas do campo elétrico então se as linhas do campo elétrico neste caso são horizontais as linhas equipotenciais são verticais para que o ângulo entre elas seja de 90 graus. RESUMO DA AULA DE HOJE! a) A diferença de potencial elétrico vai medir a quantidade de energia recebida por uma carga de 1 coulomb quando atravessa tal diferença de potencial b) Ela vai poder ser calculada de três maneiras: A sua definição que é trabalho por unidade de carga e isso você vai poder usar para qualquer campo eletrostático seja ele constante ou não Você pode usar também d.d.p. igual a "E.d" só que nesse caso isso aí só vai ser usado para campo elétrico uniforme e você também pode calcular a d.d.p. fazendo a diferença entre os potenciais elétricos do ponto onde a carga saiu menos o potencial do ponto onde a carga chegou c) Outra coisa importante é que só vai existir d.d.p. se houver movimento ao longo das linhas do campo elétrico d) E as linhas equipotenciais são linhas perpendiculares às linhas de força Ok Pessoal... se gostou dá um joinha! Vlw!.
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