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 prima le basi del potenziale elettrico e dell'energia potenziale elettrica e poi la differenza tra i due.
Cos'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 mobili o stazionarie, producono un campo elettrico. Un campo elettrico può anche essere prodotto utilizzando campi magnetici variabili in qualsiasi momento. Ci sono diversi fattori chiave dei campi elettrici, che sono pertinenti da conoscere. Questi sono l'intensità del campo elettrico, il potenziale del campo elettrico e la densità del flusso elettrico. L'intensità del campo elettrico è definita come la forza su una carica puntiforme unitaria dal campo elettrico. Ciò è dato dalla formula E=Q/4πεr2; dove Q è la carica, ε è la permittività elettrica del mezzo ed r è la distanza del punto dalla carica del punto Q. La forza su una carica puntiforme q posta 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 antiparallela alla forza di repulsione tra le due cariche. Integrando F, da infinito ad 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 notare 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 energia potenziale=Vq, se sia V che q sono dello stesso segno, il che significa che Q e q sono dello stesso segno, l'energia potenziale è positiva. Per portare la carica è necessaria un'opera esterna. Se i segni sono diversi, l'energia potenziale diventa negativa. Ciò indica che il lavoro viene eseguito dal sistema stesso.
Qual è la differenza tra potenziale elettrico ed energia potenziale elettrica?
• Il potenziale elettrico dipende solo dalla carica che viene misurata. L'energia potenziale elettrica dipende da entrambe le cariche.
• Il potenziale elettrico è misurato in volt o joule per coulomb. L'energia potenziale elettrica è misurata in joule.
