Calculadora de potencial elétrico
Esta calculadora de potencial elétrico informa o potencial em volts. Uma carga puntiforme de 10 nC cria a 0,3 m um potencial de 299,585 V.
Exemplo: O que é conhecido: Carga puntiforme e distância · Carga q 10 nC · Distância r até a carga 0,3 m → Resultado: V = 299,585 V (potencial elétrico). 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. Atualizado em: .
Como o cálculo é feito
O potencial elétrico V indica a energia potencial que uma carga unitária tem em um ponto. Ele é medido em volts (1 V = 1 J/C). A tensão entre dois pontos é a diferença de seus potenciais.
Fórmulas
Para uma carga puntiforme q, V = k·q / r com a constante de Coulomb k = 1/(4π·ε₀) = 8.987.551.786,2 N·m²/C² (ε₀ = 8,8541878188 × 10⁻¹² F/m, CODATA 2022). O campo vale E = k·|q| / r². Em geral, V = W / q (trabalho por carga) e, em campo uniforme, V = E·d.
Exemplo
Uma carga de 10 nC cria a r = 0,3 m o potencial V = 8.987.551.786,2 · 10 · 10⁻⁹ / 0,3 = 299,585 V; o campo ali é E = 998,617 V/m. Com −10 nC resulta -299,585 V. Se 3 mJ de trabalho são realizados sobre 10 µC, V = 3 · 10⁻³ / (10 · 10⁻⁶) = 300 V. Em um campo uniforme de 1500 V/m ao longo de 0,2 m, V = 300 V.
- Em uma carga puntiforme o potencial cai com 1/r, enquanto o campo cai com 1/r².
- Potenciais de várias cargas simplesmente se somam (superposição, atenção aos sinais).
- O resultado vale no vácuo; em isolantes é menor conforme a permissividade relativa.
Perguntas frequentes
Qual a diferença entre potencial e tensão?
O potencial pertence a um lugar (em relação a um zero); a tensão é a diferença entre dois potenciais.
Como calculo o potencial de uma carga puntiforme?
Com V = k·q / r. Para 10 nC e 0,3 m resultam 299,585 V.
Por que o potencial pode ser negativo?
Porque ele carrega o sinal da carga: uma carga negativa cria potencial negativo; −10 nC a 0,3 m dão -299,585 V.
Fontes e base legal
- 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
- Halliday/Resnick/Walker, Fundamentals of Physics, Kap. „Electric Potential“ (V = kq/r, V = W/q, V = E·d)
Última atualização: · Princípios editoriais
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