Campo elettrico vs potenziale elettrico: differenza e confronto

Una corrente elettrica si forma quando due particelle cariche vengono avvicinate l'una all'altra. A seconda delle cariche presenti, viene descritto il flusso della corrente.

La corrente elettrica può essere misurata utilizzando varie misure e unità. Queste unità e misure sono definite e formulate per aiutare a determinare il valore della corrente elettrica.

Due di loro sono campo elettrico e potenziale elettrico.

Punti chiave

1. Un campo elettrico è una quantità vettoriale che rappresenta la forza esercitata su una particella carica all'interno del campo, fornendo informazioni sulla direzione e l'intensità della forza subita da una particella carica.
2. Il potenziale elettrico, noto anche come tensione, è una quantità scalare che misura l'energia potenziale per unità di carica in un particolare punto nello spazio, indicando la quantità di lavoro necessaria per spostare una particella carica all'interno di un campo elettrico.
3. La differenza principale tra campo elettrico e potenziale elettrico è la loro natura. Il campo elettrico è una quantità vettoriale che rappresenta la forza su una particella carica e il potenziale elettrico è una quantità scalare che misura l'energia potenziale per unità di carica.

Campo elettrico contro potenziale elettrico

Un campo elettrico è una grandezza vettoriale. È l'area attorno alle particelle cariche e la forza che le particelle cariche applicano all'ambiente circostante. Il potenziale elettrico è una grandezza scalare. È la forza necessaria per spostare le particelle cariche in un campo elettrico da un punto all'altro.

Un campo elettrico è la misura della forza esercitata dalle particelle cariche. Ogni particella carica ha un campo elettrico, che diminuisce con l'aumentare della distanza tra la particella e il punto in cui viene misurata la forza.

Un potenziale elettrico, invece, è la misura del campo elettrico di una particella. Anche il potenziale elettrico diminuisce con l'aumentare della distanza.

L'unità di misura è Volt.

Tavola di comparazione

Parametri di confronto	Campo elettrico	Potenziale elettrico
Definizione	La quantità di forza per carica	La quantità di energia per carica
Grandezza	Quantità vettoriale	Quantità scalare
Unità	Newton per coulomb	Volt
Misurazione	Una misura della forza esercitata dalle particelle cariche sull'ambiente circostante	Una misura del campo elettrico
continuità	Non è sempre continuo ma non è mai infinito	È sempre continuo
Rapporto con la distanza	Diminuisce con l'aumentare della distanza	Diminuisce con l'aumentare del quadrato della distanza

Cos'è il campo elettrico?

Il campo elettrico è la forza che una particella carica esercita sull'ambiente circostante. Diminuisce con l'aumentare della distanza.

Questo perché più il punto è lontano dalla particella carica, minore è la forza esercitata. La forza esercitata può essere positiva o negativa a seconda della carica della particella.

La formula per calcolare il campo elettrico è solitamente,

E=F/q o E=Kq/r^2

Dove,

1.  E=campo elettrico
2. F=forza esercitata
3. Q=carica della particella
4. r=distanza della carica
5. K=costante

Dalla formula otteniamo che l'unità del campo elettrico è Newton per Coulomb(N/C) e l'unità SI di un campo elettrico è volt per metro(V/m). Secondo l'unità, possiamo anche definire il campo elettrico come la forza esercitata per unità di carica.

Un campo elettrico è anche descritto come il campo fisico o l'area attorno a ogni particella carica e misura l'area fino alla quale viene esercitata la forza. La particella carica esercita una forza repulsiva o attrattiva su altre particelle cariche vicine.

Questa è una quantità vettoriale.

Cos'è il potenziale elettrico?

Il potenziale elettrico è la misura del campo elettrico prodotto quando una carica si sposta da un punto all'altro. È anche descritto come l'energia o il lavoro svolto spostando una carica unitaria dall'infinito a un punto sul campo elettrico quando il accelerazione della particella è zero.

La formula del potenziale elettrico è

V=W/Q o V=Kq/r

Dove,

1. V=potenziale elettrico
2. W=lavoro svolto
3. Q,q=carica
4. r=distanza
5. K=costante

Dalla formula possiamo derivare l'unità del potenziale elettrico come joule per coulomb (J/C), ma l'unità SI del potenziale elettrico è volt(V). Possiamo definire il potenziale elettrico dalle unità come l'energia o il lavoro svolto per unità di carica.

La formula per il potenziale elettrico cambia con un cambiamento come la particella carica e la forma del solido di cui si vuole determinare il potenziale.

Questa è una quantità scalare.

Differenza tra campo elettrico e potenziale elettrico

1. La definizione è la principale differenza tra il campo elettrico e il potenziale elettrico. Il campo elettrico è la forza esercitata per unità di particella carica, mentre il potenziale elettrico è l'energia o il lavoro svolto per particella carica.
2. Poiché il campo elettrico dipende dalla direzione della forza esercitata, è una grandezza vettoriale. Ma questo non è il caso del potenziale elettrico in quanto è indipendente dalla direzione della particella carica o dalla forza e rimane una quantità scalare.
3. Le formule per il calcolo delle due misure sono diverse; pertanto, c'è una differenza nelle unità SI dei due. L'unità SI di un campo elettrico è volt per metro o V/m, mentre l'unità SI del potenziale elettrico è volt o semplicemente V.
4. Come suggeriscono le definizioni, il campo elettrico misura la forza esercitata per particella carica. Il potenziale elettrico misura il campo elettrico per particella carica o il lavoro svolto (o l'energia utilizzata).
5. Il potenziale elettrico è sempre una funzione continua, mentre il campo elettrico non è una funzione continua. Varia da regione a regione o da punto a punto, poiché dipende anche dalla particella su cui viene esercitata la forza. Ma il valore non tende mai all'infinito.
6. Poiché la forza esercitata diminuisce con l'aumentare della distanza tra le particelle cariche o il punto e la particella carica, il campo elettrico è inversamente proporzionale alla distanza. D'altra parte, il potenziale elettrico è inversamente proporzionale al quadrato della distanza (distanza tra il punto iniziale e quello finale).

Bibliografia

1. https://science.sciencemag.org/content/218/4571/467.abstract
2. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2002JA009429