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Unità di misura energia potenziale elettrica

Qual è l'unità di misura dell'energia potenziale elettrica?

Prima di affrontare il discorso sull'unità di misura dell'energia potenziale elettrica, vediamo brevemente che cos'è questo tipo di energia.

Che cos'è l'energia potenziale elettrica?

L'energia potenziale elettrica di un sistema di due cariche poste a distanza d corrisponde al lavoro eseguito dalla forza elettrica per portare le due cariche ad una distanza infinita tra di loro.

In sostanza, l'energia potenziale elettrica corrisponde all’energia che una carica possiede per il solo fatto di trovarsi all’interno di un campo elettrico ad una certa distanza d dalla carica sorgente ed indica l’energia cinetica potenziale che la carica può assumere se lasciata libera di muoversi.

Calcolo dell'energia potenziale elettrica

Il valore dell'energia potenziale elettrica U di un sistema di due cariche poste a distanza d tra di loro è pari a:

Formula energia potenziale elettrica

in cui Q e q sono i valori delle due cariche elettriche, d è la distanza tra le due cariche mentre ε0 è la costante dielettrica del vuoto che vale circa 8,9 · 10-12 C2/(N·m2).

Ricordiamo che l'energia potenziale elettrica è una grandezza scalare che può assumere valore negativo o positivo a seconda del segno delle cariche: se le cariche sono concordi, cioè dello stesso segno, l'energia potenziale elettrica sarà positiva; se le cariche sono discordi, cioè di segno opposto, l'energia potenziale elettrica sarà negativa.

Fatta questa breve ma necessaria introduzione vediamo qual è l'unità di misura dell'energia potenziale elettrica.

Ma qual è l'unità di misura dell'energia potenziale elettrica?

Nel Sistema Internazionale, l'energia potenziale elettrica si misura in joule (simbolo: J).

Facendo l'analisi dimensionale della formula precedente e ricordando che le cariche elettriche si misurano in coulomb (simbolo: C), la distanza d si misura in metri (m) mentre la costante dielettrica del vuoto si misura in C2/(N·m2), risulta che:

Unità di misura dell'energia potenziale gravitazionale

Da cui:

Semplificando, sia al numeratore che al denominatore, m e C2, si ha che:

Infine ricordando che 1 newton per metro (N ∙ m) corrisponde al joule (J), si ha che:

Tramite l'analisi dimensionale della formula precedente abbiamo dimostrato quanto detto: l'energia potenziale elettrica si misura in joule (J).

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