Come calcolare il potenziale elettrico in un punto
Cos'è e come si calcola il potenziale elettrico in un punto? Ecco l'unità di misura, la formula e la spiegazione su come fare i calcoli con degli esempi
Indice
Introduzione
Si definisce potenziale elettrico (V) il lavoro che occorre compiere per portare una carica unitaria da un punto qualsiasi del campo elettrico all'infinito.
Si tratta di una grandezza scalare che può variare in ogni diverso punto del campo elettrico; a punti diversi nello spazio, infatti, corrispondono potenziali elettrici differenti.
Per conoscere il lavoro necessario da compiere per spostare una carica da un punto A ad un punto B interni al campo, si deve calcolare la differenza di potenziale tra i due punti (L = VA - VB).
L'unità di misura utilizzata per misurare il potenziale elettrico è il Volt.
Ricordate che tra due punti di un campo elettrico vi sarà un potenziale elettrico di 1 Volt se il campo elettrico compie il lavoro di 1 Joule nello spostamento da un punto all'altro.
In questa guida cercheremo di capire come calcolare il potenziale elettrico in un punto del campo.
Il potenziale elettrico in un punto: definizione e formula
Data una regione di spazio in cui vi sia un campo elettrico conservativo, si definisce potenziale elettrico in un punto il valore dell'energia potenziale elettrica rilevato da una carica elettrica positiva di prova posta in quel punto per unità di carica.
In base a questa definizione possiamo ricavare la formula necessaria per calcolare il potenziale elettrico in un punto. Esso è determinato dal rapporto tra l'energia potenziale elettrica e la carica di prova.
L'importante è che la carica considerata sia abbastanza piccola da non influenzare in maniera eccessiva il campo elettrico.
Ricordiamo, infine, che il vettore campo elettrico dipende esclusivamente dalla carica generatrice e non dalla carica di prova. Vp (potenziale elettrico in un punto) = UP (energia potenziale nel punto p) / q (carica di prova). Vp = UP/q.
Calcolare il potenziale elettrico in un punto: esempio
Nel momento in cui vi viene richiesto di calcolare il potenziale elettrico in un punto dovete immaginare di avere un numero N di cariche. Ciò che vi si chiede è di misurare gli effetti che tali cariche creano in uno spazio.
Per farlo posizionate una carica di prova, “q”, all'interno del campo elettrico. Per determinare l'energia potenziale di “q” con ciascuna delle cariche che compongono il sistema bisogna sommare tutte le energie potenziali e in questo modo si può ottenere l'energia potenziale complessiva (Q1 + Q2...). L'energia potenziale è direttamente proporzionale alla carica di prova.
Calcolare il potenziale elettrico in punto distante dalla carica elettrica
È possibile calcolare il potenziale elettrico prodotto da una carica puntiforme in un punto P che è situato ad una certa distanza (r) dalla carica stessa.
Per farlo è necessario immaginare che nel punto “P” venga posta una carica di prova “q”, a questo punto si può calcolare l'energia potenziale che la carica produce in quel punto che abbiamo considerato.
L'energia potenziale in un punto si calcola con una semplice formula che dovrete imparare a memoria. Ottenuta l'energia potenziale si può ricavare il potenziale elettrico nel punto P che si ottiene con il rapporto tra l'energia potenziale e la carica di prova.
La formula riconferma che il potenziale è indipendente dalla carica di prova, esso, infatti, ripetiamo, dipende solo dalla carica generatrice.
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