Qual é a diferença entre energia potencial eletrostática e potencial elétrico?

Não há diferença alguma.

Pode ser possível argumentar que o PE eletrostático é sempre medido em relação a um ponto infinitamente distante. A energia potencial elétrica pode tender a se referir a uma carga que se move através de uma diferença de potencial. Você sempre pode declarar que um dos terminais de uma bateria está fixo em zero pd em relação ao ponto infinitamente distante. Os dois se tornam a mesma coisa novamente.

Eletrostático:

Uma carga elétrica estática com um tipo de carga negativa e uma força de carga líquida de mono-carga elétrica ou partícula de elétron elementar gera uma força de carga (vista como o potencial de causar movimento de outra carga com massa ou causar KE real) o tempo todo.

Sendo verdadeiramente estático, não há impactos relativísticos nessa carga. Se você está falando sobre qualquer carga (fóton, neutrino, ...) dentro da faixa de carga completa possível, é mais do que apenas eletrostática, é uma força de carga estática.

Eletromagnético:

Quando esse mesmo ou qualquer outro

carga está movendo sua massa e carga força projeção

é afetado pela relatividade. Além disso, a relatividade induz um polo magnético que projeta força magnética perpendicular à direção da viagem.

Potencial elétrico

é uma propriedade de um ponto em um campo elétrico. Uma expressão para potencial elétrico permite que uma carga positiva / negativa de qualquer magnitude seja colocada nesse ponto.

A expressão é para uma carga de teste de unidade e pode ser multiplicada por um valor de carga para encontrar a

energia potencial elétrica

para essa cobrança naquele momento.

Potencial elétrico

é proporcional ao

força do campo elétrico

Energia potencial elétrica

é proporcional ao

força do campo elétrico

multiplicado por um

cobrar em um ponto

.

O efeito de um campo eletrostático é proporcional à carga, portanto o potencial elétrico é a energia potencial eletrostática de uma carga de teste em função da posição (em unidades de joules) dividida pelo tamanho da carga de teste (em coulomb). Isso fornece uma função semelhante (em unidades de volts) que é independente de qualquer carga específica que você decidir colocar no campo, mas pode ser facilmente usada para calcular a energia de uma carga específica no campo, multiplicando-a pela carga.

Lembro-me que essa pergunta foi feita inúmeras vezes na minha classe e explicações repetidas levam a alguma convicção para os alunos. Onde aqui vai a explicação…

Energia potencial e potencial (eletrostática ou qualquer forma mecânica) são coisas essencialmente diferentes! Mas eles também tendem a se tornar em determinadas condições. Desde que você perguntou sobre "eletrostática", também vou me ater a isso.

Energia potencial eletrostática - (indicada como W ou U)

Deixe-me trazer outro amigo que tem o mesmo nome -

potencial

diferença.

Diferença potencial

(está sempre entre dois pontos - a e b)

entre

uma

e

b

é igual ao trabalho por unidade de carga necessária para transportar uma partícula de

uma

para

b

.ie V (

b

) - V (

uma

) = W / Q

Agora, se você quiser trazer a carga Q de “longe” e colocá-la no ponto

r

, o trabalho que você teria que fazer será - W = Q [V (

r

) - V (infinito)]

Em outras palavras, se você tem um ponto de referência no infinito,

W = Q * V (

r

)

No cenário acima,

potencial é energia potencial

(trabalho necessário para tornar o sistema) p

unidade de carga.

Se tentarmos evitar derivação e representação analítica por enquanto,

a quantidade de

W

feito para montar uma configuração de cargas pontuais

também é a quantidade de trabalho que você voltará para fora do sistema se você fosse desmontar ou desmontar o sistema

. Isso basicamente representa também a energia armazenada na configuração que chamamos de

energia potencial

. Isso se aplica tanto à mecânica quanto à eletrostática, mas, como estamos considerando a segunda, estamos focados na montagem ou desmontagem do sistema de cargas.

Potencial eletrostático - (indicado como V)

Antes de tudo, V é uma quantidade escalar, assim como W (ou U). Para aprender V, precisamos ver o que é o Campo Elétrico (E), um vetor. Agora

E

você tem que entender que não é comum

vetor. Portanto, se escrevêssemos da seguinte

não será um campo eletrostático; nenhum conjunto de cargas, independentemente de seu tamanho e posição, jamais poderia produzir esse campo ao longo da direção x. Portanto, existe um problema de vetor que precisa de outra maneira de resolver e, no caso, vamos além e definimos um escalar que pode ser resolvido para encontrar o vetor. Paradoxal? sim! O que você pode fazer!

Agora existe um teorema que diz que, se você tiver um

campo de vetor

cuja curvatura é zero, você pode definir o vetor na forma de

gradiente de um escalar

. Sabemos que a curvatura do campo elétrico é zero, ou seja, a integral de linha de E em torno de qualquer malha fechada é zero. Agora, como a integral da linha é independente do caminho, podemos definir uma função da seguinte maneira:

Onde

O

é algum ponto de referência padrão. V agora, que depende apenas do vetor de posição

r

, é chamado como

potencial eletrostático

.

Portanto, em resumo, a energia potencial é sobre a configuração do sistema e o potencial é sobre a posição dessa carga e o campo elétrico correspondente devido à carga.

Espero ter explicado com o mínimo de matemática para torná-lo abrangente.

Antes de discutirmos a diferença, devemos enfatizar a semelhança: Tanto a energia potencial eletrostática

[math]U[/math]

e tensão

[math]V[/math]

pode ser definida como a energia que pode ser extraída deixando uma carga

[math]q[/math]

mover através de uma diferença de potencial

[math](U_2-U_1)[/math]

ou

[math](V_2 - V_1) [/math]

com a energia =

[math]q (high\ potential - low\ potential)[/math]

.

A diferença é a maneira como eles são usados ​​na análise. Potenciais estáticos são usados ​​no contexto de movimento carregado no espaço, por exemplo

[math]U(x,y,z)[/math]

e o interesse é todo o perfil desse potencial, enquanto as tensões são usadas no contexto topológico de cargas (ou correntes) que se deslocam entre os nós nos circuitos e o usuário está interessado apenas na tensão dos pontos finais ("nós"). Por exemplo, para um usuário elétrico, a bateria possui 1,5V e os campos internos não são relevantes.

A ideia de

Força conservadora

irá ajudá-lo a entender a existência de energia potencial.

Energia Potencial, é simplesmente uma energia que um objeto possui devido à sua posição e configuração. Essa energia surge devido à existência de um campo de força nas proximidades. Se uma carga positiva Q estiver presente, devido à sua

campo elétrico

fará todas as outras cobranças ao seu redor

Energia potencial elétrica

. Ou você pode chamá-lo de energia potencial eletrostática.

Vamos resumir dizendo que, quando uma carga + q entra no campo elétrico de uma carga + Q, então + q possui uma energia potencial correspondente dada por:

Essa energia, como dito, dependerá da configuração do objeto que carrega carga (fórmula acima para objetos pontuais) e de sua posição (r).

Você vê onde (r) coloca uma carga e, qualquer que seja a carga (+ q) que coloca, ela terá uma energia correspondente. Assim, definimos uma quantidade escalar como o campo elétrico vetorial, que é a energia potencial por unidade de carga.

Como uma carga terá um campo (que ajuda a determinar a força) em todos os pontos ao redor, também terá um potencial (que ajudará a determinar a energia potencial) em todos os pontos ao redor. Considere isso como uma ferramenta, a idéia de energia potencial e potencial é a mesma.