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Física para o Ensino Médio – Potencial elétrico
A força gravitacional, por ser sempre atrativa, contém o sinal
de menos e, portanto, a energia potencial gravitacional é sempre negativa.
No caso elétrico, força é de atração ou repulsão, dependendo
do sinal das cargas.
Quando as cargas tiverem sinais diferentes, a energia potencial
elétrica é negativa e a força é de atração. Quando as cargas tiverem sinais
iguais, a energia potencial elétrica é positiva e a força é de repulsão.
O sinal da energia potencial é um indicador da estabilidade de um
sistema de cargas. Quando a energia é negativa, o sistema tende a ficar
coeso, enquanto que quando a energia é positiva, as várias cargas tendem
a se afastar. Quando uma carga movimenta-se espontaneamente
em um campo elétrico, sua energia diminui. Se a carga é forçada a se
movimentar por uma força externa, ela aumenta sua energia. Isto ocorre
centenas de vezes com as cargas que são armazenadas em baterias recarregáveis.
Quando uma bateria é utilizada para fazer funcionar algum
circuito elétrico, suas cargas fluem espontaneamente de um polo ao outro
através do circuito. O trabalho do circuito é transformar a energia elétrica
das cargas em outras formas como energia sonora, luminosa, mecânica,
etc. A bateria é considerada descarregada quando não é mais capaz de
fornecer energia para o circuito. Chegou o momento de recarregá-la. Para
isto acontecer, outro circuito é conectado na bateria com o trabalho de forçar
as cargas a percorrer o sentido inverso. Assim, as cargas aumentam
sua energia que passa a ser estocada no interior da bateria.
A energia potencial elétrica depende apenas das posições relativas
das cargas, não importando como tenham chegado a elas. Assim, dizemos
que o campo elétrico produz uma força conservativa. Se gastarmos uma
energia E para levar uma carga de um ponto A para um ponto B, recuperamos
a mesma quantidade de energia ao retornarmos do ponto B para o
ponto A, não importando o percurso que as cargas tenham percorrido.
Ao contrário da força, que é um vetor, a energia potencial é um
escalar e, portanto, é definida por apenas um número e uma unidade, no
caso joule. Quando calculamos a energia potencial de várias cargas, calculamos
a energia de cada par de cargas e depois somamos tudo, sem a
necessidade de levar em conta qualquer orientação, mas apenas o sinal.
Qual a diferença entre uma tomada ligada em 110 V e uma ligada
em 220 V? Para saber a resposta temos que entender o que é a grandeza
física chamada potencial elétrico.
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