Veja como entender a relação entre cobrança, energia potencial de campo elétrico, trabalho, força e distância:

Conceitos -chave

* Energia potencial de campo elétrico: Essa é a energia que uma carga possui devido à sua posição em um campo elétrico. É análogo à energia potencial gravitacional.
* Trabalho: O trabalho realizado sob carga por um campo elétrico é a força exercida pelo campo multiplicado pela distância que a carga se move.
* Força: A força em uma carga em um campo elétrico é dada pela magnitude da carga multiplicada pela força do campo elétrico (F =QE).

Relacionamento

A mudança na energia potencial elétrica (ΔPE) de uma carga à medida que se move em um campo elétrico é igual ao negativo do trabalho realizado pelo campo elétrico na carga. Matematicamente:

ΔPE =-W

Onde:

* ΔPE é a mudança na energia potencial elétrica
* w é o trabalho realizado pelo campo elétrico

Derivação

1. Trabalho: O trabalho realizado pelo campo elétrico sob uma carga é dado por:
W =f * d =qe * d (onde 'd' é a distância movida)

2. energia potencial: A mudança na energia potencial é igual ao negativo do trabalho realizado:
ΔPE =-w =-qe * d

Pontos importantes

* Direção: O trabalho realizado pelo campo elétrico é negativo se a carga se mover na mesma direção que o campo elétrico (a energia potencial diminui). É positivo se a carga se mover contra o campo (a energia potencial aumentar).
* Diferença de potencial: A mudança na energia potencial também está relacionada à diferença de potencial (ΔV) entre os dois pontos em que a carga se move:
ΔPE =Q * ΔV

Exemplo

Imagine uma carga positiva passando de um ponto de alto potencial para um ponto de baixo potencial em um campo elétrico uniforme.

* O campo elétrico faz um trabalho positivo na carga (empurrando -a).
* A carga perde energia potencial à medida que ela se move.
* A diferença de potencial entre os dois pontos é negativa (uma vez que o potencial final é menor que o potencial inicial).

em conclusão

O trabalho realizado pelo campo elétrico em uma carga está diretamente relacionado à mudança em sua energia potencial elétrica. Essa mudança também está ligada à diferença de potencial entre os pontos de partida e final do movimento da carga. Esses relacionamentos são essenciais para entender o comportamento das cobranças nos campos elétricos.