O que é energia potencial elétrica?

Energia potencial elétrica é uma medida da quantidade de energia elétrica armazenada em um determinado local ou dispositivo, como uma bateria. A medida mais comum de energia potencial elétrica é volts. Isso simplifica tecnicamente a energia potencial em potencial elétrico, a diferença é que ela é medida por unidade de carga, em vez de considerar todas as cargas específicas. É a quantidade de trabalho que pode ser realizada como resultado da posição ou configuração específica das cargas elétricas.

Entender a energia potencial gravitacional é uma boa maneira de começar a entender a idéia de energia potencial elétrica. A gravidade é uma força que puxa todos os corpos da matéria um em direção ao outro, e a força gravitacional da Terra mantém as coisas no chão. Se alguém segurasse uma rocha de 1 kg acima da Terra, ele basicamente estaria lutando contra a gravidade. A força gravitacional da Terra tentaria puxar essa rocha para baixo, e essa força na rocha imóvel é a energia potencial gravitacional, dependente da distância da Terra e do peso do objeto. A energia potencial é liberada quando a rocha é lançada.

Uma carga elétrica pode ter armazenado energia da mesma maneira que uma rocha mantida acima da Terra. Pode-se imaginar uma esfera de Van de Graff - um dispositivo elétrico que possui uma carga positiva em torno dela e que é freqüentemente usado em experimentos científicos para mostrar coisas como eletricidade estática - e outra carga elétrica positiva mantida afastada da esfera. Empurrar a carga positiva para a borda externa da esfera exigiria uma certa quantidade de energia para superar a repulsão elétrica criada pelo campo oposto. Essa quantidade de energia é a energia potencial elétrica e é afetada pela distância da fonte do campo elétrico, como se uma rocha mantida mais acima da Terra tivesse mais energia potencial gravitacional. Se a carga mantida longe da esfera fosse duas vezes mais potente, ela teria o dobro da energia potencial, como uma rocha mais pesada teria no exemplo gravitacional.

Para simplificar o processo de determinação da energia potencial elétrica específica para um determinado objeto ou circuito, o termo geralmente é simplificado para contabilizar cargas diferentes. Essa medida é dada em joules por coulomb, com joules sendo uma unidade de energia e coulomb sendo uma unidade de força elétrica. Isso significa que um determinado local dentro de um campo elétrico teria um potencial elétrico de 12 joules por coulomb, e a energia potencial elétrica específica pode ser determinada a partir disso. Uma carga de um coulomb teria 12 joules de energia e uma carga de dois coulomb teria 24.