Calcolo potenziale elettrico

Questo calcolo potenziale elettrico fornisce il potenziale in volt. Una carica puntiforme di 10 nC crea a 0,3 m un potenziale di 299,585 V.

Esempio: Quali dati sono noti: Carica puntiforme e distanza · Carica q 10 nC · Distanza r dalla carica 0,3 m → Risultato: V = 299,585 V (potenziale elettrico). Fonte: NIST CODATA 2022: vacuum electric permittivity ε₀ = 8.8541878188 × 10⁻¹² F/m; Coulomb constant k = 1/(4πε₀) = 8.9875517862 × 10⁹ N m² C⁻². Aggiornato al: .

nC
Negativa per le cariche negative. 1 nC = 10⁻⁹ C.
m
Deve essere maggiore di 0; il potenziale è riferito all’infinito.
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Risultato

Risultato
V = 299,585 V (potenziale elettrico)
Tutte le rappresentazioni
GrandezzaValore
Potenziale elettrico V299,585 V
Campo della carica puntiforme E = k·|q|/r²998,617 V/m
Costante di Coulomb k8.987.551.786,2 N·m²/C²
Passaggi del calcolo
  • V = k·q / r = 8.987.551.786,2 N·m²/C² · 10 · 10⁻⁹ C / 0,3 m = 299,585 V.
  • E = k·|q| / r² = 8.987.551.786,2 · 10 · 10⁻⁹ / (0,3)² = 998,617 V/m.
Il potenziale di una carica puntiforme è riferito a uno zero all’infinito. Cariche positive danno potenziale positivo, cariche negative negativo. Vale nel vuoto (nella materia k è diviso per ε_r).

Come si calcola

Il potenziale elettrico V indica l’energia potenziale di una carica unitaria in un punto. Si misura in volt (1 V = 1 J/C). La tensione tra due punti è la differenza dei loro potenziali.

Formule

Per una carica puntiforme q, V = k·q / r con la costante di Coulomb k = 1/(4π·ε₀) = 8.987.551.786,2 N·m²/C² (ε₀ = 8,8541878188 × 10⁻¹² F/m, CODATA 2022). Il campo vale E = k·|q| / r². In generale V = W / q (lavoro per carica) e, in un campo uniforme, V = E·d.

Esempio

Una carica di 10 nC crea a r = 0,3 m il potenziale V = 8.987.551.786,2 · 10 · 10⁻⁹ / 0,3 = 299,585 V; il campo lì è E = 998,617 V/m. Con −10 nC si ottiene -299,585 V. Se si compiono 3 mJ di lavoro su 10 µC, V = 3 · 10⁻³ / (10 · 10⁻⁶) = 300 V. In un campo uniforme di 1500 V/m su 0,2 m, V = 300 V.

Domande frequenti

Che differenza c’è tra potenziale e tensione?

Il potenziale appartiene a un punto (rispetto a uno zero); la tensione è la differenza fra due potenziali.

Come calcolo il potenziale di una carica puntiforme?

Con V = k·q / r. Per 10 nC e 0,3 m si ottengono 299,585 V.

Perché il potenziale può essere negativo?

Perché porta il segno della carica: una carica negativa crea potenziale negativo; −10 nC a 0,3 m danno -299,585 V.

Fonti e riferimenti normativi

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