3 domande sull'equazione della differenza di potenziale
1. Una carica elettrica viene spostata in un campo elettrico omogeneo con una forza di 2√3 N per una distanza di 20 cm. Se la direzione della forza forma un angolo di 30 ° con lo spostamento della carica elettrica, qual è la differenza di energia potenziale elettrica tra la posizione iniziale e quella finale della carica elettrica?
Conosciuto:
Forza (F) = 2√3 N
Distanza (s) = 20 cm = 0.2 m
Angolo (θ) = 30 °
Ricerca: differenza di potenziale elettrico
Soluzione:
Il lavoro necessario per trasferire la carica +q da a a b è pari alla differenza di energia potenziale elettrica tra i punti a e b.
ΔEP = ΔW
Se la direzione della forza F rispetto alla direzione del trasferimento di carica +q è inclinata di θ, allora il lavoro di trasferimento di carica +q da a a b è:
ΔW = F Δs cos θ = ( 2 √ 3 )(0,2)(cos 30) = (0,4 √ 3 )(0,5 √ 3 ) = (0,2)(3) = 0,6 Joule
2. Sapendo che la carica e la capacità dei condensatori sono rispettivamente di 5 µC e 20 µF, determinare la differenza di potenziale tra i condensatori.
Conosciuto:
Carica elettrica (q) = 5 µC = 5 x 10⁻⁶ C
Capacità del condensatore (C) = 20 µF = 20 x 10⁻⁶ F
Ricerca: Differenza di potenziale del condensatore (V)
Soluzione:
La formula per la differenza di potenziale del condensatore, la capacità del condensatore e la carica:
V = q / C = (5 x 10⁻⁶ ) / 20 x 10⁻⁶ = 5/20 = 0,25 Volt
3. Due cariche puntiformi QA = -4 µC e QB = 8 µC sono distanti 16 cm. Determinare il potenziale elettrico nel punto intermedio tra le due cariche.
Conosciuto:
Carica elettrica 1 (Q A ) = 4 x 10 -6 C
Carica elettrica 2 (Q B ) = 8 x 10 -6 C
Distanza (r) = 8 cm = 0,08 m
Costante di Coulomb (k) = 9 × 10 9 Nm 2 /C 2
Si cerca: il potenziale elettrico in C (V C )
Soluzione:
V A = k Q / r = (9 × 10 9 )(4 x 10 -6 ) / 0,08 = (36 × 10 3 ) / 0,08 = -450 Volt
V B = k Q / r = (9 × 10 9 )(8 x 10 -6 ) / 0,08 = (72 × 10 3 ) / 0,08 = 900 Volt
Il potenziale elettrico in C (V C ) = 900 – 450 = 450 Volt
