Come si calcola la differenza di potenziale
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Esempi di differenza di potenziale
Il potenziale elettrico in un punto dello spazio è una quantità scalare che ci permette di ottenere una misura del campo elettrico in quel punto attraverso l’energia potenziale elettrostatica che una carica acquisirebbe se la mettessimo in quel punto.
Il fatto che tutte le grandezze siano scalari permette di semplificare lo studio del campo elettrico. Così, se conosciamo il valore del potenziale elettrico V in un punto, possiamo determinare che l’energia potenziale elettrica di una carica q situata lì è:
Il potenziale elettrico originato da n cariche puntiformi in un punto in un campo elettrico è la somma scalare dei potenziali elettrici in quel punto creati da ciascuna delle cariche separatamente.
EsempioDue cariche q1= 3 µC e q2 = -6 µC sono ai vertici di un triangolo equilatero di lato 60 cm. Determinare il potenziale al vertice libero e l’energia potenziale che una carica q = -5 µC acquisirebbe se si trovasse in quel punto.
Se due punti in un campo elettrico hanno potenziali elettrici diversi, c’è quella che viene chiamata una differenza di potenziale o tensione, ΔV, tra i due punti. Questo valore è strettamente legato al lavoro elettrico. Per definizione, il lavoro che deve essere fatto da un campo elettrico per spostare una carica q dal punto A al punto B all’interno del campo si ottiene con la seguente espressione:
Calcolatrice della differenza di potenziale
I condensatori raggruppati in parallelo hanno la stessa differenza di potenziale Vab tra le loro estremità, ma la carica su ogni condensatore è diversa. La carica del condensatore equivalente è uguale alla somma delle cariche dei condensatori raggruppati in parallelo.Q=q1+q2+q3
La figura mostra il campo prodotto da ciascuna delle piastre e la figura al centro mostra il campo risultante. Nella figura a destra, la rappresentazione grafica del campo in funzione di x, la distanza dalla prima piastra.
Prendiamo un’altra porzione di carica dq dalla piastra inferiore e la portiamo alla piastra superiore, il lavoro che dobbiamo fare è dW=(V’-V)-dq. Alla fine del processo, la carica finale su entrambe le piastre è +Q e -Q. Il lavoro finale fatto è
Trova la differenza di potenziale tra i punti a e b nella figura.
La legge di Ohm spiega la relazione tra tensione, corrente e resistenza affermando che la corrente che scorre tra due punti in un circuito elettrico è proporzionale alla tensione tra quei punti.
Una legge sulla differenza di tensione tra due punti, la corrente elettrica che scorre tra loro e la resistenza del percorso della corrente. In forma matematica, la legge afferma che V = IR, dove V è la differenza di tensione, I è la corrente in ampere e R è la resistenza espressa in ohm. Per una data tensione, una resistenza più alta implica un flusso di corrente inferiore.
Come calcolare la differenza di potenziale in un circuito parallelo
La differenza di potenziale tra due punti (1 e 2) in un campo elettrico è uguale al lavoro fatto dal campo elettrico sull’unità di carica positiva per trasportarla dal punto 1 al punto 2.
Se due punti che hanno una differenza di potenziale sono collegati da un conduttore, scorre una corrente elettrica. Una parte della carica creata dal punto di potenziale superiore viaggerà attraverso il conduttore verso il punto di potenziale inferiore e, in assenza di una fonte esterna (generatore), questa corrente cesserà quando i due punti eguaglieranno il loro potenziale elettrico.