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A diferença de potencial elétrico
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Sabemos que todo campo elétrico gerado por uma distribuição arbitrária de cargas apresenta a capacidade de realizar trabalho. Agora vamos examinar algumas características desta relação entre vetor campo elétrico e trabalho elétrico.
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Para isto, consideremos uma carga positiva Q+ que está parada num ponto P qualquer do espaço. Ao aproximarmos dela uma carga de prova q+, esta irá sofrer a ação das forças elétricas do campo gerado pela carga Q+, sendo impelida para longe de Q+ :
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Para isto, consideremos uma carga positiva Q+ que está parada num ponto P qualquer do espaço. Ao aproximarmos dela uma carga de prova q+, esta irá sofrer a ação das forças elétricas do campo gerado pela carga Q+, sendo impelida para longe de Q+ :
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Vemos que a carga de prova q+ tende a se afastar cada vez mais da carga fixa Q+, como se ela fosse uma pedra que cai do alto de uma montanha devido à sua inclinação. Ao contrário, se o campo elétrico fosse gerado por uma carga negativa Q- a carga de prova q+ seria atraída em sua direção, devido à ação das forças elétricas, como se os desnível caísse para o interior do campo gerado pela carga Q- :
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Assim, podemos pensar que cargas positivas e negativas, colocadas no interior de um campo elétrico, se movem de acordo com os desníveis elétricos encontrados neste campo.
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Na imagem mostrada acima, nota-se a existência de várias estruturas, aproximadamente circulares, que envolvem os chamados “declives” elétricos. Os pontos A, B, ... E sobre estes círculos possuem diferentes potenciais elétricos, porém os pontos A, A’, A’’ possuem o mesmo potencial elétrico. Tais círculos constituem o que chamamos de superfícies eqüipotenciais, porque definem uma superfície onde todos os pontos nela contidos apresentam o mesmo potencial elétrico.
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A maneira de avaliar de quanto é este desnível elétrico usa um método bem semelhante ao que utilizamos para medir desníveis de altitude numa montanha, onde podemos associar um diferente valor do campo gravitacional para diferentes altitudes de um objeto. Mas aqui, como não temos uma diferença de altura para medir, podemos utilizar o valor do trabalho realizado pelo campo elétrico da carga fixa nas duas possíveis situações: quando ela é positiva e quando ela é negativa.
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| Assim, podemos dizer que na figura ao lado o desnível elétrico entre os pontos A e B é igual ao trabalho que as forças do campo realizam para deslocar a carga de prova de A a B. Dividindo este trabalho pela carga de prova criamos uma nova quantidade, que independe do valor da carga de prova. Tal quantidade é a chamada diferença de potencial elétrico D, definida como a razão entre o trabalho que as forças do campo realizam ao deslocar uma carga de prova positiva q+ entre dois pontos quaisquer A e B e o valor da carga deslocada: |
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: diferença de potnêncial elétrico.
W: trabalho realizado para deslocar a carga da prova.
q+: carga de provapositiva. |
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Importante: Quanto maior o trabalho para deslocar uma carga de prova entre os pontos A e B, maior é o desnível elétrico que existe entre estes dois pontos.
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