Come concetto generale, lenergia potenziale di una configurazione è uguale al lavoro svolto da una forza esterna contro una forza conservatrice esistente. È questo lavoro svolto che viene immagazzinato nel corpo come sua energia potenziale. In questo modo posso calcolare il potenziale elettrico in un punto particolare in un campo elettrico.
Calcoliamo il potenziale della seguente configurazione: 
Laddebito $ q $ (ovvero 1C) viene spostato verso $ Q $ , contro la forza elettrostatica di repulsione dovuta a $ Q $ . Lascia che venga spostato di una piccola distanza $ dr $ verso $ Q $ , in modo che il lavoro svolto da forze esterne sia $ F.dr $ , che deve risultare positivo poiché la forza esterna e lo spostamento sono nella stessa direzione. Tuttavia, questa conclusione mi darebbe un potenziale elettrico negativo sullintegrazione per limiti $ infinity $ a $ r $ . Il libro dice che il potenziale elettrico deve essere positivo, dove ho sbagliato? Alcuni libri cercano di spiegarlo calcolando il lavoro svolto dalla forza elettrica e non quello dovuto alla forza esterna.
Potrebbe essere un possibile duplicato di Perché il potenziale elettrico è positivo? ma non ho ricevuto risposte anche in quel punto
Risposta
Credo stai confondendo il lavoro svolto dal campo elettrico con il lavoro svolto sulla particella .
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Dal campo elettrico: La forza radiale del campo elettrico è sempre rivolta verso lesterno, e lo spostamento della carica in questo caso va verso linterno. Quindi, lintegrale che hai specificato sarà negativo. Cioè, il lavoro svolto dal campo elettrico è negativo.
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Sulla particella: La forza che deve essere applicata alla carica (ignorando gravità, relatività, potenziale vettoriale indotto, ecc.) per ottenerla dallinfinito alla distanza radiale $ r $ è, come minimo, uguale e opposta alla forza del campo elettrico che agisce sulla carica. Quindi punta sempre verso linterno. Dato che la carica sta andando verso linterno, lintegrale del lavoro risulterà positivo.
Risposta
Il potenziale elettrico può essere negativo.
Sia in differenza che in assoluto se hai scelto un indicatore. Per vedere che deve essere così, basta sostituire la distribuzione della carica (non la carica di prova, tutte le altre …) con una che abbia il segno opposto.
Commenti
- Questa è una risposta breve e carina. Forse una piccola aggiunta a cosè esattamente un indicatore e come puoi sceglierne uno di tuo gradimento? (spiegazione, riferimento / collegamento, ecc.)