O campo do Potencial Elétrico e sua Representação


O conceito de potencial elétrico é certamente um dos de maior importância no que diz respeito ao eletromagnetismo, sendo que ele pode também ser identificado pelo nome potencial eletrostático ou unicamente por “potencial”.

Seu significado está diretamente relacionado com o desenvolvimento de microchips, circuitos e uma série de equipamentos e demais aparelhos, abrangendo tanto os de baixa como também de alto poder tecnológico.

Nos dias de hoje, os avanços da tecnologia nos permitiram chegar a um patamar jamais imaginado há alguns anos. Os lançamentos são variados e abrangem os smartphones, tablets e demais dispositivos móveis, televisores e muito mais. Porém, poucos sabem que esses avanços só se tornaram possíveis por conta de anos e anos de estudos, lado a lado com conceitos básicos na área do eletromagnetismo.

O campo do Potencial Elétrico

Dessa forma, vamos fazer uma pequena retrospectiva.

Em primeiro plano, devemos destacar o movimento que acontece tanto na termodinâmica, quanto na mecânica, que são estabelecidos por meio das leis de Maxwell, do eletromagnetismo.

Já o eletromagnetismo, por sua vez, conta com alguns conceitos que são considerados básicos: tanto os campos elétricos, como também as cargas elétricas geradas por esses primeiros. Dessa forma, é certo de que as cargas elétricas são geradas por meio desses campos em todo o espaço.

Os campos elétricos nada mais são do que grandezas vetoriais e, assim, contam com direção, módulo e sentido. E é com essas características que ele é apresentado como um potencial elétrico.

Sendo assim, o potencial elétrico nada mais é do que a própria capacidade de um determinado campo já energizado de realizar suas atividades, que consistem na atração de novas cargas elétricas.

No que diz respeito ao campo elétrico, o principal interesse por sua vez está relacionado com a própria capacidade de utilizar a grandeza potencial elétrico.

O campo e o potencial elétrico

Vamos imaginar um campo elétrico que é gerado pela carga de sinal Q. E quando essa carga que entra nesse mesmo espaço de atuação que a carga que pode ser tanto atraída, quanto repelida, o que só será definido a partir da própria combinação entre os sinais presentes em meio às duas cargas.

Dessa forma, a carga de uma maneira ou outra passa por um processo de potencial elétrico e, independentemente se ela é repelida ou atraída, o que importa é que ele atrai movimento e, consequentemente, gera também energia de caráter cinética.

Voltando um pouco para os conceitos básicos da energia cinética, o que geralmente é estudado com mecânica, é necessário lembrar que um corpo só consegue adquirir energia cinética quanto ele tenha já armazenada de alguma maneira energia potencial.

Assim, é exatamente quando essa mesma energia se liga na atuação de um campo elétrico que o potencial elétrico é definido. O potencial elétrico é simbolizado pela letra E e a sua principal fórmula é:

E = K. Qq/d

Sendo assim, a unidade de medida do potencial elétrico consiste em um E com um pequeno p na sua parte inferior, sendo ele caracterizado como o J (joule).

É ainda possível destacar que uma carga geradora é capaz de produzir um campo elétrico com capacidade de grandeza que no caso é caracterizada como potencial elétrico.

De uma maneira considerada análoga ao próprio campo elétrico, de grande importância para o potencial, ele também pode ser descrito como um quociente, localizado em meio à carga de prova q e a própria energia de potencial elétrica.

Dessa forma: v = Ep/q

Representação do potencial elétrico

No que diz respeito ao SI – Sistema Internacional de Medidas, o potencial elétrico é simbolizado por meio da unidade adotada volt (V), que é uma verdadeira homenagem ao físico Alessandro Volta, italiano responsável por diversas contribuições no ramo da física.

Quando existe mais do que um corpo eletrizado em um determinado ambiente capaz de gerar campos elétricos, o potencial elétrico é caracterizado como uma soma de todos esses potenciais que foram criados para as cargas. Dessa forma, pode ser simbolizado pela seguinte fórmula: v = v¹ + v² + v³ + v e assim por diante.

Uma forma também muito comum na representação de potenciais elétricos é por meio de equipotenciais, que nada mais são do que superfícies ou linhas que se localizam de maneira perpendicular às demais linhas de força, ou seja, àquelas que são responsáveis por simbolizar um mesmo potencial.

Para os casos em que o campo elétrico é formado unicamente por uma carga, que é na realidade um caso bem específico e particular, as linhas de caráter equipotenciais se tornam circunferências, o que ocorre pelo fato de que o próprio valor do potencial vai caindo de forma constante, assim como a distância do mesmo também aumenta.

Essa regra se aplica unicamente para as representações que são realizadas em dimensões normais, ou seja, em duas dimensões. Para representações tridimensionais, é certo de que os equipotenciais poderiam ganhar melhor representação por meio das esferas ocas.