Energia potencial elétrica

Para interações entre partículas puntuais a energia potencial elétrica é a energia associada a uma partícula qualquer com carga elétrica "q" situada a uma distância "d" de uma outra partícula com carga "Q". É calculada pela expressão:

Nesta expressão a configuração para a energia potencial nula é aquela onde as cargas encontram-se infinitamente distantes umas das outras. Se as cargas têm mesmo sinal e se repelem, o sistema por elas formado quando encontram-se separadas por uma distância r não infinita tem energia potencial positiva. No caso em que as cargas têm sinais contrários há uma atração entre as mesmas, e na formação do sistema a partir das mesmas no infinito deve-se remover energia do sistema no processo a fim de ter-se as cargas estáticas; a energia potencial do sistema formado será negativa.
Tem-se da teoria do eletromagnetismo que o potencial elétrico V de um ponto situado a uma distância d de uma carga Q é dado por:
^[13],
donde:
E_p.eletrica = q.V
A última expressão tem em verdade validade geral, não sendo exclusiva para casos envolvendo duas cargas puntuais. É muito útil em análise de circuitos, e o potencial de referência (zero volt) não precisa estar no infinito, podendo neste caso ser um ponto de referência escolhido livremente dentro do circuito. O cálculo do potencial do ponto entretanto não é mais dado pela expressão que a antecede visto que não há claramente neste caso apenas uma carga puntual responsável pelo potencial no referido ponto.
Tem-se respectivamente, nas expressões:
k= constante eletrostática do meio em que as cargas estiverem inseridas.
V= potencial elétrico do ponto onde coloca-se a carga q devido à presença da carga Q ou de qualquer outro sistema de cargas.

q= carga da partícula à qual "associa-se" a energia potencial elétrica, também chamada carga de prova.
d= distância entre a carga q (puntual) e a carga fonte Q (também puntual).
Q= carga fonte Q (puntual).