Potencial elétrico
Eletrostática
AULA 006
• Algo que pode vir a acontecer.
• Reservado.
• Armazenado.
• Guardado.
POTENCIAL
Gravitacional Elástica Elétrica
Tipos de energia potencial
𝐄 𝐩𝐨𝐭. 𝐞𝐥𝐞𝐭.=
𝐊 𝐐 𝐪
𝐝
𝐄 𝐩𝐨𝐭. 𝐞𝐥𝐞𝐭. Energia potencial gravitacional (Joule, J)
K  Constante eletrostática (N.m2/C2)
Q  Carga (C, Coulomb)
D  distância entre as cargas (m)
Energia potencial elétrica
Qual grandeza Física indica a energia acumulada em
um sistema envolvendo duas cargas elétricas?
a) Energia potencial elástica
b) Energia potencial elétrica
TESTE SEU CONHECIMENTO
POTENCIAL ELÉTRICO
A pilha é, em essência, uma unidade isolada que fornece
eletricidade a partir de reações químicas. Essa ideia é tão
revolucionária que levou a comunidade científica internacional
a homenagear seu inventor, o físico italiano Alessandro
Giuseppe Volta (1745-1827), dando seu nome à unidade do
potencial elétrico, o volt. Dependendo do tipo de reação
química que fornece a corrente elétrica, as pilhas podem ser
descartáveis ou recarregáveis.
Propriedade elétrica, escalar, que define qual energia potencial
elétrica uma carga teria ao se encontrar em determinado ponto.
𝐕 =
𝐔𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂
𝐪
V  Potencial elétrico (V, Volt)
U𝑒𝑙é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 Energia potencial elétrica ( J, Joule)
q  Carga elétrica (C, Coulomb)
POTENCIAL ELÉTRICO
A unidade utilizada para medir o potencial elétrico
no Sistema Internacional é o volt (V). Então, um
potencial de 1 volt é igual a 1 joule (J) de energia
por 1 coulomb (C) de carga.
1. Que grandeza Física indica as propriedades elétricas
escalares de determinado ponto do espaço?
a) Campo elétrico
b) Potencial elétrico
c) Força elétrica
TESTE SEU CONHECIMENTO
Em um determinado ponto de um campo elétrico, a energia potencial
elétrica de uma carga puntiforme vale 6 x 10-5 J. Sendo 5 x 10-6 C o valor
da carga, determine o potencial elétrico nesse ponto.
𝐄𝒑𝒐𝒕.𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂= 6 x 10-5 J
Q = 5 x 10-6 C
V = ?
𝐕 =
𝐄𝒑𝒐𝒕.𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂
𝐪
𝐕 =
6 x 10
−5
J
5 x 10
−6
C
𝐕 = 𝟏𝟐 𝐕
EXERCÍCIOS
Assinale a alternativa que apresenta o maior número de
grandezas físicas escalares.
a) Força elétrica e campo elétrico.
b) Força elétrica e potencial elétrico.
c) Campo elétrico e potencial elétrico.
d) Potencial elétrico e energia potencial elétrica.
e) Força elétrica, energia potencial elétrica e campo
elétrico.
EXERCÍCIOS
3. Qual energia potencial elétrica uma carga de 2C acumularia
em um ponto do espaço de potencial elétrico 12V?
𝐄𝒑𝒐𝒕.𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂= ?
Q = 2 C
V = 12 V 𝟏𝟐 =
𝑼𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂
𝟐
𝑼𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂 = 𝟐𝟒𝐉
𝐕 =
𝐄𝒑𝒐𝒕.𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂
𝐪
EXERCÍCIOS
Existe uma diferença de potencial gravitacional
entre os pontos A e B de modo que a água flui
naturalmente de A para B.
A
B
Diferença de potencial
Existe uma diferença de potencial gravitacional quando
uma pedra é abandonada de certa altura até chegar ao
solo. Qual das opções a seguir também representa uma
diferença de potencial?
a) Uma carga fixa Q repelindo uma carga q móvel.
b) A troca de calor entre dois corpos.
TESTE SEU CONHECIMENTO
A
Os pontos A e B se encontram
em diferentes potenciais
elétricos, de modo que se uma
carga positiva fosse liberada
de A, esta adquiriria um
movimento natural para B.
Este movimento é devido a
diferença de potencial elétrico
entre os pontos A e B.
B
Diferença de potencial elétrico
U  Diferença de potencial elétrico (V, Volt)
𝐕𝐀  potencial elétrico de A (V, Volt)
𝐕𝐁  potencial elétrico de B (V. Volt)
UAB= 𝐕𝐀 - 𝐕𝐁
A B
Diferença de potencial elétrico
Considere que determinado ponto A possui um potencial
elétrico de 20V e determinado ponto B possui um potencial
elétrico de 30 V.
a. Qual é a diferença de potencial elétrico entre os ponto A e B?
𝐔𝐀𝐁=𝐕𝐀-𝐕𝐁
𝐔𝐀𝐁= -10V
b. Qual é a diferença de potencial entre os pontos B e A?
𝐔𝐁𝐀=𝐕𝐁-𝐕𝐀
𝐔𝐁𝐀= +10V
EXERCICIO
• Uma diferença de potencial elétrico origina o movimento natural de
algumas cargas elétricas.
• O movimento de várias cargas elétricas em um condutor motivado por
uma diferença de potencial elétrico, é denominado corrente elétrica.
• Popularmente a diferença de potencial pode ser
denominada pelos termos: tensão, voltagem, D.D.P.
Diferença de potencial elétrico
Muitas pessoas ficam intrigadas ao verem um pássaro pousado
em fio de alta tensão, sem ser eletrocutado. Este fato é possível
porque:
a) ele sempre toca em dois fios simultaneamente, ficando
submetido a uma pequena tensão.
b) a voltagem nos dois pontos em que ele toca é muito grande,
anulando a corrente elétrica que atravessa seu corpo.
c) ele toca apenas um fio, em dois pontos muito próximos,
ficando submetido a uma diferença de potencial muito
pequena.
TESTE SEU CONHECIMENTO
Na figura a seguir, os pontos A, B e C imersos em um campo
elétrico uniforme possuem um potencial elétrico
respectivamente de 10V, 10V e 25V.
A B
C
a) Caso um elétron seja posto no ponto A, qual
seria o seu movimento natural? Por quê?
Se movimentar em direção ao ponto C. Porque o
elétron se movimenta do potencial elétrico menor
para o potencial elétrico maior.
b) Qual é a diferença de potencial
elétrico entre os pontos A e B?
0V
− − − − −
+ + + + +
𝑬
-
EXERCÍCIOS
Assinale a alternativa em que todas as informações sobre
potencial elétrico e diferença de potencial elétrico são corretas.
a) O potencial elétrico é uma grandeza física vetorial e a diferença
de potencial elétrica é uma grandeza vetorial.
b) A diferença de potencial elétrica determina a energia potencial elétrica
de uma carga elétrica em determinada região do espaço.
c) A diferença de potencial elétrico de uma região do espaço é sempre
positivo.
d) Potencial elétrico e diferença de potencial elétrico
são grandezas escalares.
e) A diferença de potencial elétrica é uma grandeza
escalar e o potencial elétrico é uma grandeza vetorial.
EXERCÍCIOS
Potencial elétrico no campo de uma carga elétrica puntiforme


k Q
V
d
Considere um ponto P a uma distância d da carga Q, no vácuo como
ao lado.
Demonstra-se que o potencial elétrico gerado pela carga Q, no ponto
P, que denotaremos Vp, é expresso por
Superfícies equipotenciais
• Comparar as superfícies equipotenciais com mapas topográficos pode ser uma boa alternativa
para entender tal conceito.
• Apesar da figura ser uma projeção em duas dimensões, é importante que o aluno entenda as
superfícies no exemplo da carga puntiforme como superfícies esféricas concêntricas.
Superfícies equipotenciais
Em cada caso, compare os potenciais em cada ponto


k Q
V
d
Comparando os potenciais em cada ponto:
VA = VB < VC
VD = VE < VF
Gerador de Van de Graaff
O chamado gerador de Van de Graaff foi
idealizado pelo engenheiro americano
Jemison Van de Graaff, em 1929 "O gerador
constitui-se de um motor capaz de
movimentar uma correia feita de material
isolante. A correia atrita-se na parte inferior
com uma escova metálica ligada ao eletrodo
negativo ou positivo de uma fonte. Esse
movimento eletriza a correia por atrito, que
sobe pelo lado esquerdo (vide figura)
eletrizada.
OBRIGADO!
PIETROCOLA, M. POGIBIN, A. ANDRADE, R. ROMERO, T. Física em Contextos. Vol 3. São Paulo: Ed do Brasil,
2016.
BONJORNO, José Roberto et al. Física: Eletromagnetismo, Física Moderna. 2. ed. São Paulo: Ftd, 2016. 3 v.
BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: Eletromagnetismo, Ondulátoria, Fisica Moderna.
Vol 3. 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.
MARTINI, Glorinha. SPINELLI, Walter. REIS, Hugo C. SANT’ANNA, Blaidi. Conexões com a Física. Vol 3. 3ª
Edição. São Paulo: Moderna, 2016.
REFERÊNCIAS

AULA-006---POTENCIAL-ELETRICO_8a9f785b6bbd4f8fb37df9d1fad545ac.pptx

  • 1.
  • 2.
    • Algo quepode vir a acontecer. • Reservado. • Armazenado. • Guardado. POTENCIAL
  • 3.
  • 4.
    𝐄 𝐩𝐨𝐭. 𝐞𝐥𝐞𝐭.= 𝐊𝐐 𝐪 𝐝 𝐄 𝐩𝐨𝐭. 𝐞𝐥𝐞𝐭. Energia potencial gravitacional (Joule, J) K  Constante eletrostática (N.m2/C2) Q  Carga (C, Coulomb) D  distância entre as cargas (m) Energia potencial elétrica
  • 5.
    Qual grandeza Físicaindica a energia acumulada em um sistema envolvendo duas cargas elétricas? a) Energia potencial elástica b) Energia potencial elétrica TESTE SEU CONHECIMENTO
  • 6.
    POTENCIAL ELÉTRICO A pilhaé, em essência, uma unidade isolada que fornece eletricidade a partir de reações químicas. Essa ideia é tão revolucionária que levou a comunidade científica internacional a homenagear seu inventor, o físico italiano Alessandro Giuseppe Volta (1745-1827), dando seu nome à unidade do potencial elétrico, o volt. Dependendo do tipo de reação química que fornece a corrente elétrica, as pilhas podem ser descartáveis ou recarregáveis.
  • 7.
    Propriedade elétrica, escalar,que define qual energia potencial elétrica uma carga teria ao se encontrar em determinado ponto. 𝐕 = 𝐔𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂 𝐪 V  Potencial elétrico (V, Volt) U𝑒𝑙é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 Energia potencial elétrica ( J, Joule) q  Carga elétrica (C, Coulomb) POTENCIAL ELÉTRICO A unidade utilizada para medir o potencial elétrico no Sistema Internacional é o volt (V). Então, um potencial de 1 volt é igual a 1 joule (J) de energia por 1 coulomb (C) de carga.
  • 8.
    1. Que grandezaFísica indica as propriedades elétricas escalares de determinado ponto do espaço? a) Campo elétrico b) Potencial elétrico c) Força elétrica TESTE SEU CONHECIMENTO
  • 9.
    Em um determinadoponto de um campo elétrico, a energia potencial elétrica de uma carga puntiforme vale 6 x 10-5 J. Sendo 5 x 10-6 C o valor da carga, determine o potencial elétrico nesse ponto. 𝐄𝒑𝒐𝒕.𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂= 6 x 10-5 J Q = 5 x 10-6 C V = ? 𝐕 = 𝐄𝒑𝒐𝒕.𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂 𝐪 𝐕 = 6 x 10 −5 J 5 x 10 −6 C 𝐕 = 𝟏𝟐 𝐕 EXERCÍCIOS
  • 10.
    Assinale a alternativaque apresenta o maior número de grandezas físicas escalares. a) Força elétrica e campo elétrico. b) Força elétrica e potencial elétrico. c) Campo elétrico e potencial elétrico. d) Potencial elétrico e energia potencial elétrica. e) Força elétrica, energia potencial elétrica e campo elétrico. EXERCÍCIOS
  • 11.
    3. Qual energiapotencial elétrica uma carga de 2C acumularia em um ponto do espaço de potencial elétrico 12V? 𝐄𝒑𝒐𝒕.𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂= ? Q = 2 C V = 12 V 𝟏𝟐 = 𝑼𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂 𝟐 𝑼𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂 = 𝟐𝟒𝐉 𝐕 = 𝐄𝒑𝒐𝒕.𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂 𝐪 EXERCÍCIOS
  • 12.
    Existe uma diferençade potencial gravitacional entre os pontos A e B de modo que a água flui naturalmente de A para B. A B Diferença de potencial
  • 13.
    Existe uma diferençade potencial gravitacional quando uma pedra é abandonada de certa altura até chegar ao solo. Qual das opções a seguir também representa uma diferença de potencial? a) Uma carga fixa Q repelindo uma carga q móvel. b) A troca de calor entre dois corpos. TESTE SEU CONHECIMENTO
  • 14.
    A Os pontos Ae B se encontram em diferentes potenciais elétricos, de modo que se uma carga positiva fosse liberada de A, esta adquiriria um movimento natural para B. Este movimento é devido a diferença de potencial elétrico entre os pontos A e B. B Diferença de potencial elétrico
  • 15.
    U  Diferençade potencial elétrico (V, Volt) 𝐕𝐀  potencial elétrico de A (V, Volt) 𝐕𝐁  potencial elétrico de B (V. Volt) UAB= 𝐕𝐀 - 𝐕𝐁 A B Diferença de potencial elétrico
  • 16.
    Considere que determinadoponto A possui um potencial elétrico de 20V e determinado ponto B possui um potencial elétrico de 30 V. a. Qual é a diferença de potencial elétrico entre os ponto A e B? 𝐔𝐀𝐁=𝐕𝐀-𝐕𝐁 𝐔𝐀𝐁= -10V b. Qual é a diferença de potencial entre os pontos B e A? 𝐔𝐁𝐀=𝐕𝐁-𝐕𝐀 𝐔𝐁𝐀= +10V EXERCICIO
  • 17.
    • Uma diferençade potencial elétrico origina o movimento natural de algumas cargas elétricas. • O movimento de várias cargas elétricas em um condutor motivado por uma diferença de potencial elétrico, é denominado corrente elétrica. • Popularmente a diferença de potencial pode ser denominada pelos termos: tensão, voltagem, D.D.P. Diferença de potencial elétrico
  • 18.
    Muitas pessoas ficamintrigadas ao verem um pássaro pousado em fio de alta tensão, sem ser eletrocutado. Este fato é possível porque: a) ele sempre toca em dois fios simultaneamente, ficando submetido a uma pequena tensão. b) a voltagem nos dois pontos em que ele toca é muito grande, anulando a corrente elétrica que atravessa seu corpo. c) ele toca apenas um fio, em dois pontos muito próximos, ficando submetido a uma diferença de potencial muito pequena. TESTE SEU CONHECIMENTO
  • 19.
    Na figura aseguir, os pontos A, B e C imersos em um campo elétrico uniforme possuem um potencial elétrico respectivamente de 10V, 10V e 25V. A B C a) Caso um elétron seja posto no ponto A, qual seria o seu movimento natural? Por quê? Se movimentar em direção ao ponto C. Porque o elétron se movimenta do potencial elétrico menor para o potencial elétrico maior. b) Qual é a diferença de potencial elétrico entre os pontos A e B? 0V − − − − − + + + + + 𝑬 - EXERCÍCIOS
  • 20.
    Assinale a alternativaem que todas as informações sobre potencial elétrico e diferença de potencial elétrico são corretas. a) O potencial elétrico é uma grandeza física vetorial e a diferença de potencial elétrica é uma grandeza vetorial. b) A diferença de potencial elétrica determina a energia potencial elétrica de uma carga elétrica em determinada região do espaço. c) A diferença de potencial elétrico de uma região do espaço é sempre positivo. d) Potencial elétrico e diferença de potencial elétrico são grandezas escalares. e) A diferença de potencial elétrica é uma grandeza escalar e o potencial elétrico é uma grandeza vetorial. EXERCÍCIOS
  • 21.
    Potencial elétrico nocampo de uma carga elétrica puntiforme   k Q V d Considere um ponto P a uma distância d da carga Q, no vácuo como ao lado. Demonstra-se que o potencial elétrico gerado pela carga Q, no ponto P, que denotaremos Vp, é expresso por
  • 22.
    Superfícies equipotenciais • Compararas superfícies equipotenciais com mapas topográficos pode ser uma boa alternativa para entender tal conceito. • Apesar da figura ser uma projeção em duas dimensões, é importante que o aluno entenda as superfícies no exemplo da carga puntiforme como superfícies esféricas concêntricas.
  • 23.
    Superfícies equipotenciais Em cadacaso, compare os potenciais em cada ponto   k Q V d Comparando os potenciais em cada ponto: VA = VB < VC VD = VE < VF
  • 24.
    Gerador de Vande Graaff O chamado gerador de Van de Graaff foi idealizado pelo engenheiro americano Jemison Van de Graaff, em 1929 "O gerador constitui-se de um motor capaz de movimentar uma correia feita de material isolante. A correia atrita-se na parte inferior com uma escova metálica ligada ao eletrodo negativo ou positivo de uma fonte. Esse movimento eletriza a correia por atrito, que sobe pelo lado esquerdo (vide figura) eletrizada.
  • 25.
  • 26.
    PIETROCOLA, M. POGIBIN,A. ANDRADE, R. ROMERO, T. Física em Contextos. Vol 3. São Paulo: Ed do Brasil, 2016. BONJORNO, José Roberto et al. Física: Eletromagnetismo, Física Moderna. 2. ed. São Paulo: Ftd, 2016. 3 v. BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: Eletromagnetismo, Ondulátoria, Fisica Moderna. Vol 3. 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016. MARTINI, Glorinha. SPINELLI, Walter. REIS, Hugo C. SANT’ANNA, Blaidi. Conexões com a Física. Vol 3. 3ª Edição. São Paulo: Moderna, 2016. REFERÊNCIAS