Energia Elettrica e Magnetica

Definizione dell'Energia Potenziale in un Campo Elettrico Uniforme

L'energia potenziale elettrica, U, in un campo elettrico uniforme è la capacità di una carica elettrica q di compiere lavoro in virtù della sua posizione all'interno del campo. Per convenzione, si assume che l'energia potenziale sia zero in un punto di riferimento arbitrario, spesso scelto come un piano perpendicolare alle linee di campo elettrico. La relazione U = qEd fornisce il valore dell'energia potenziale, dove E è l'intensità del campo elettrico e d è la distanza della carica q dal piano di riferimento, lungo la direzione del campo. La variazione dell'energia potenziale, ΔU, è proporzionale alla variazione della distanza, Δd, e alla carica q, riflettendo il lavoro compiuto contro il campo elettrico per spostare la carica.

L'Energia Potenziale Elettrica tra Due Cariche Puntiformi

L'energia potenziale elettrica U tra due cariche puntiformi q e Q è determinata dalla loro reciproca interazione elettrostatica, descritta dalla legge di Coulomb. La formula U = kQ/(4πε₀r) calcola l'energia potenziale, dove k è la costante di Coulomb, ε₀ la costante dielettrica del vuoto e r la distanza tra le due cariche. L'energia potenziale è negativa se le cariche sono di segno opposto, indicando una forza attrattiva, e positiva se le cariche sono dello stesso segno, indicando una forza repulsiva. Il grafico di U in funzione di r mostra un'iperbole, dimostrando che l'energia potenziale varia inversamente con la distanza tra le cariche.