Potencial Elétrico: de onde veio e para onde foi a Energia Potencial Elétrica Imagine duas situações presentes no nosso cotidiano. Na primeira, você eleva verticalmente um bloco de massa (m) até uma altura (h) nas proximidades da terra, em relação a um plano de referência horizontal (podendo ser o piso da sala de aula). Em seguida, o bloco é solto e descreve um movimento retilíneo acelerado de volta a terra. Vamos considerar que você possua o conceito físico de trabalho de uma força, e que consiga estabelecer uma relação entre o trabalho realizado para elevar o bloco até o ponto e a energia potencial gravitacional adquirida pelo bloco nesta posição. Energia que será utilizada para trazer o bloco de volta ao solo (configuração inicial). É importante ressaltar a energia potencial gravitacional como resultado da interação gravitacional (massa do bloco, campo gravitacional e posição) e destacar a energia como capacidade de realizar trabalho. Considere uma nova situação, podendo ser quando você liga uma lâmpada ou utiliza um dispositivo eletrônico ou simplesmente observa um relâmpago; evento no qual é liberada uma enorme quantidade de energia potencial elétrica. Ingrediente indispensável em nossa sociedade tecnológica. Agora vamos pensar os conceitos de trabalho e energia no contexto das interações elétricas. Para isto, imagine uma partícula com carga elétrica (q) (carga de prova) que se desloca paralela às linhas de força de um campo elétrico (E) (podendo ser visto na figura), sob a ação exclusiva da força de interação elétrica (F) que realiza o trabalho para deslocá‐la De maneira análoga (ao campo gravitacional) este trabalho pode ser expresso em termos da variação da energia potencial elétrica adquirida pela partícula em cada ponto do campo elétrico. Onde a energia potencial elétrica da partícula pode ser descrita usando um novo conceito denominado potencial elétrico. Define‐se o potencial elétrico (V) em um ponto p do campo elétrico como sendo a energia potencial elétrica (U) adquirida pela carga de prova no ponto dividida pela carga elétrica(q) da carga de prova. Observe que assim como o campo elétrico, o potencial também é um campo e tem um valor em cada ponto do espaço (independente do valor da carga de prova colocada neste ponto). Devido a energia potencial elétrica e a carga de prova serem grandezas escalares o potencial elétrico é um campo escalar. Em um determinado ponto nas proximidades de uma carga puntiforme (Q) mostra‐se que o potencial elétrico assume valores diretamente proporcionais ao valor da carga (fonte) e inversamente proporcionais a distância (r) da carga ao ponto (atente que o potencial leva o sinal da carga, podendo ser positivo ou negativo). Para a determinação do potencial devido a uma distribuição discreta de cargas puntiformes, é preciso calcular separadamente o potencial produzido por cada uma das cargas e depois somá‐los. Com o auxílio de algumas propriedades que definiremos a seguir podemos obter representações pictóricas bastantes ricas em informações, tanto sobre o campo elétrico, assim como do potencial elétrico e da capacidade de realização de trabalho a partir da energia potencial elétrica. Inicialmente considere um campo elétrico configurado pelas suas linhas de força e uma carga de prova, deslocando‐se de forma que a força elétrica realize trabalho sobre a mesma. Por exemplo, a carga fonte e a carga de prova são ambas positivas. Nesta situação a força aplicada e o deslocamento podem possuir uma mesma direção e sentido. Neste caso, o trabalho realizado pela força elétrica é positivo, isto significa que ao longo desta trajetória a energia potencial elétrica da carga está diminuindo e, consequentemente o potencial elétrico. Agora vamos deslocar a carga por uma linha normal às linhas de força. Neste caso o trabalho realizado é nulo, isto significa que não há diferença de potencial entre estes pontos. De forma que, o potencial de um ponto é igual ao do outro. E podemos afirmar que percorrendo uma linha normal às linhas de força, o potencial elétrico é constante. As linhas construídas desta forma chamam‐se linhas equipotenciais, pois para cada ponto da mesma, o potencial elétrico é constante. Este raciocínio pode ser generalizado, lembrando que o campo elétrico ocupa um espaço tridimensional de forma que podemos escolher uma superfície que é a normal às linhas de forças do campo. Essas superfícies são chamadas superfícies equipotenciais.