Come calcolare la differenza di potenziale V

Quando si affrontano i problemi di fisica riguardanti il campo elettrico, ci si trova spesso a dover calcolare la differenza di potenziale tra due punti immersi nel campo elettrico. Tale grandezza venne scoperta da Alessandro Volta e viene spesso chiamata "tensione" o, in modo improprio, "voltaggio". Il valore si indica solitamente con il simbolo "V" o, per abbreviare, con il simbolo "v". Vediamo quindi come calcolare la differenza di potenziale V.

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Per definizione, la "differenza di potenziale" è proprio una differenza tra due potenziali elettrici, quello finale e quello iniziale. Da qui si ha la formula "ΔV = Vf - Vi" (potenziale finale - potenziale iniziale). Il "potenziale elettrico" è l'energia potenziale elettrica per unità di carica e si calcola in questo modo: "V = U/q". In questo caso l'unità di misura è il "volt" (simbolo "V"). Di conseguenza, "ΔV = Vf - Vi = Uf / q - Ui / q = ΔU/q = - L / q".

Alla luce di quanto visto in precedenza, se una carica si sposta di una differenza di potenziale ΔV è possibile ricavare la sua variazione di energia potenziale attraverso la formula "ΔU = q*ΔV". Analogamente, è possibile calcolare il lavoro eseguito dalla forza elettrostatica nello spostamento della carica. In questo caso, la formula è "L = -q*ΔV".

Una superficie in cui i punti sono allo stesso potenziale elettrico viene detta "superficie equipotenziale". Per calcolare il potenziale elettrico generato da una carica puntiforme è sufficiente utilizzare la seguente formula: "V (r) = q / (4*pi*epsilon*r)", dove "pi" e "epsilon" indicano le costanti matematiche e fisiche riguardanti il campo elettrico. In caso di campo elettrico uniforme tra due superfici equipotenziali distanti "d", la differenza di potenziale è data dalla formula "ΔV = -E*d".

In caso ci si trovi in laboratorio per calcolare la differenza di potenziale, generalmente tra due punti di un circuito, è necessario usare un "voltmetro". Esistono diverse tipologie di voltmetro: il "voltmetro ideale", bipolo e dotato di resistenza infinita che non altera in alcun modo il circuito in cui è posto; il "voltmetro magnetoelettrico", molto simile all'amperometro elettromagnetico; il "voltmetro elettromagnetico", anch'esso simile all'amperometro elettromagnetico; il "voltmetro elettrodinamico", dotato di bobine collegate in serie e con una apposita resistenza per calcolare la differenza di potenziale; il "voltmetro termico", che ha il vantaggio e lo svantaggio di funzionare in condizioni di temperature molto elevate. Infine, da ricordare che per calcolare la differenza di potenziale è possibile anche utilizzare il potenziometro e l'oscilloscopio. Abbiamo terminato la nostra guida su come calcolare la differenza di potenziale V. Per ulteriori informazioni consultate il link: http://www.sapere.it/sapere/strumenti/studiafacile/fisica/L-elettromagnetismo/Il-campo-elettrico/Il-potenziale-elettrico.html.

• Nel caso in cui non foste particolarmente pratici con i concetti generali di fisica, rivolgetevi ad una persona con più esperienza di voi o ad un professore specializzato nella materia in questione.

• Guida approfondita sul potenziale elettrico