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potenziale

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Lessico

agg. e sm. [sec. XIV; dal latino tardo potentiālis, da potentía, potenza].

1) Agg., in filosofia, che è in potenza, che è solo virtuale (in contrapposizione a ciò che è attuale). Nel linguaggio comune, che può tradursi in atto, che ha possibilità di realizzarsi anche se non esiste ancora: capacità potenziale; forza, energia potenziale; per ora è solo un pericolo potenziale.

2) Agg. e sm., di forma verbale che esprime un fatto ritenuto possibile: in tale funzione si usa in latino il congiuntivo (per ciò detto congiuntivo potenziale) presente o perfetto per esprimere una possibilità nel presente o nel futuro, imperfetto per esprimere una possibilità nel passato.

3) Sm., in fisica, funzione scalare usata nello studio dei campi vettoriali conservativi.

4) Per estensione, il complesso di mezzi, di forze, di risorse di cui può disporre un organismo, un ente, una comunità e simili, in vista di un dato fine: il potenziale bellico dell'Europa;potenziale di lavoro, la quota di popolazione atta a svolgere un lavoro economicamente produttivo; potenziale di vendita, capacità di vendita riferita a un'impresa, determinabile mediante ricerche di mercato. Essa sarà tanto più ampia quanto più il bene prodotto soddisfa un bisogno primario, non ha surrogati ed è ben differenziato rispetto a beni concorrenti. Il prodotto potenziale indica il prodotto che un'economia realizzerebbe se occupasse interamente la capacità produttiva.

Fisica: generalità

I campi vettoriali conservativi sono caratterizzati dal fatto che in ogni loro punto è definita una funzione U(x, y, z) per la quale è:

dove vx, vy, vz sono le componenti del vettore v associato ai punti del campo considerato; U(x, y, z) è il potenziale del campo ed è una grandezza scalare; v è il gradiente di U (v=grad U). Se il vettore che caratterizza il campo conservativo è una forza F allora, per la definizione di potenziale, si ha che il lavoro corrispondente a un qualunque spostamento infinitesimo dP≡(dx, dy, dz) attribuito al suo punto di applicazione coincide con il differenziale totale del potenziale U di F ed è dL=dU; se poi la forza si sposta da una posizione A a una posizione B, il lavoro da essa compiuto non dipende dal cammino seguito per andare da A a B, ma solo dalla differenza dei valori assunti in B e in A dal potenziale ed è: L=U(B)-U(A). Se B≡A, L=0. Il lavoro della forza F viene fatto a spese di un'energia potenziale V=-U che dipende dal posto, per cui L+ΔV=0, dove ΔV=V(B)-V(A); in particolare, lungo un cammino chiuso l'energia potenziale riprende alla fine il valore iniziale. La funzione potenziale U(x, y, z) è definita a meno di una costante additiva ed è una funzione monodroma del punto se è definita in un campo semplicemente connesso, è polidroma se è definita in un campo molteplicemente connesso. La determinazione del potenziale di un campo viene eseguita integrando il lavoro elementare della forza, ammesso naturalmente che questa possieda un potenziale e che il campo sia caratterizzato da un vettore forza; in questo caso il concetto di potenziale coincide con il lavoro compiuto dalle forze del campo su un corpo che si sposta all'interno del campo. Il potenziale unitario si ha quando il lavoro viene compiuto su un corpo di massa unitaria; allora il potenziale in un punto del campo è il lavoro che le forze del campo devono compiere per spostare la massa unitaria dal punto considerato fino all'infinito (punto di potenziale nullo) e la differenza di potenziale tra due punti A e B è il lavoro compiuto per spostare la massa unitaria da A a B. Superfici equipotenziali sono costituite dai punti che hanno il medesimo potenziale. Notiamo, infine, che spesso per ragioni pratiche come potenziale viene presa la funzione le cui derivate parziali coincidono con le componenti del vettore che caratterizza il campo cambiate di segno. Le dimensioni di un potenziale sono quelle di un lavoro diviso per una grandezza che varia secondo il particolare campo al quale ci si riferisce; può per esempio essere una massa o una carica.

Fisica: potenziale elettrico

Si definisce potenziale elettrico il potenziale di un campo di forze elettrico, in cui il vettore del campo è l'intensità E del campo elettrico; è spesso chiamata potenziale la differenza di potenziale fra due punti; tale differenza di potenziale si misura in volt (simbolo V). Il potenziale può caratterizzare un campo nel quale le cariche elettriche siano ferme (e allora si chiama spesso potenziale elettrostatico), oppure un campo nel quale le cariche elettriche siano in moto. Per campi uniformi, come per esempio all'interno di condensatori piani, la differenza di potenziale VA-VB fra le armature A, B che creano il campo è legata all'intensità E del campo dalla relazione: E=(VA-VB)/h essendo h la distanza fra le armature. Il potenziale caratterizza un campo con cariche elettriche in moto, per esempio nel caso della differenza di potenziale fra due punti di un circuito elettrico e nel caso del potenziale acceleratore nei tubi elettronici. In quest'ultimo caso un elettrone fermo è accelerato alla velocità u da una differenza di potenziale V=mu²/2e, in cui e, m sono la carica e la massa dell'elettrone. Inversamente, se una particella è a velocità u, occorre una differenza di potenziale (potenziale ritardatore) eguale e diretta in senso opposto al caso precedente per arrestare la particella. Uno dei casi più interessanti in fisica è quello in cui il vettore intensità del campo è orientato in modo tale che la sua retta d'azione passi sempre per un punto fisso denominato centro del campo e nel quale il valore assoluto di detto vettore abbia la forma c/r², con r distanza del punto considerato dal centro del campo e c costante caratteristica del campo. A questo tipo di campi appartengono i campi gravitazionali (con c=GM; G costante di gravitazione universale e M massa del corpo che genera il campo) e il campo elettrostatico (con ; dove è la carica che genera il campo ed ε la costante dielettrica). In entrambi i casi, ponendo convenzionalmente uguale a zero il potenziale all'infinito, risulta che il potenziale in un punto qualsiasi ha l'espressione . In particolare, per il campo gravitazionale si ha e per il campo elettrostatico coulombiano si ha . Nel caso in cui esistano più masse o più cariche responsabili della formazione del campo, il potenziale di una particella posta nel campo è uguale alla somma dei potenziali creati da ciascuna delle particelle considerate singolarmente. Nei metalli, è detto potenziale di estrazione il potenziale del campo elettrico che lega gli elettroni entro un metallo e ne impedisce la fuga attraverso la superficie. In fisica nucleare, potenziale nucleare è il potenziale del campo di forza nucleare; barriera di potenziale è il potenziale del campo coulombiano repulsivo che, per esempio, impedisce a una particella α incidente di penetrare entro il nucleo bersaglio.

Fisica: potenziale magnetico

Il potenziale magnetico è un potenziale Vm definito nei punti esterni agli elettromagneti, ai conduttori percorsi da corrente e ai magneti, in base al fatto che l'intensità del campo magnetico, H, esistente in questi punti, è il gradiente di una funzione Vm definita dalle relazioni

dove Hx, Hy, Hz sono rispettivamente le componenti di H secondo i tre assi x, y, z. Va osservato che il carattere conservativo del campo magnetico, per il quale è nulla la circuitazione lungo una linea chiusa, nel caso del campo creato da conduttori percorsi da corrente vale solo se la linea chiusa non è attraversata dai conduttori. In caso contrario la circuitazione è pari alla somma delle correnti.

Fisica: potenziale termodinamico

Il potenziale termodinamico è la grandezza che può descrivere lo stato di un sistema termodinamico senza che sia necessario conoscere le eventuali vicende subite precedentemente dal sistema. Sono potenziali termodinamici l'energia interna, l'entalpia, il lavoro adiabatico, l'energia libera e la funzione di Gibbs.

Fisica: potenziale elettrochimico

Il potenziale elettrochimico è la differenza di potenziale che si manifesta nel contatto tra un elettrodo metallico e la soluzione di un suo sale. Lo stabilirsi di tale differenza di potenziale è dovuto al passaggio degli ioni dal metallo alla soluzione e alla scarica degli ioni dalla soluzione al metallo. La misura del potenziale elettrochimico, che si effettua misurando la forza elettromotrice di una pila elettrica nella quale l'elettrodo studiato è collegato con un elettrodo a potenziale noto, indica la tendenza di un metallo a esistere sotto forma di ione anziché di atomo metallico, e cioè la sua tendenza a trasformarsi in composti a carattere salino.

Biologia

Potenziale bioelettrico, differenza di potenziale elettrico che si stabilisce tra l'interno e l'esterno di una cellula oppure tra interi distretti organici, in particolare tra le formazioni nervose centrali e quelle periferiche (vedi bioelettricità). Tra i potenziali bioelettrici riguardanti l'udito i più importanti sono il potenziale di riposo, il potenziale microfonico cocleare, il potenziale d'azione. È detta potenziale di riposo la differenza di potenziale elettrico rilevabile fra l'esterno e l'interno delle cellule sensoriali dell'organo del Corti e del nervo acustico, dell'ordine di 70-80 mV. Il potenziale microfonico cocleare è una risposta elettrica alla stimolazione sonora, rilevabile fra l'esterno e l'interno delle cellule sensoriali dell'organo del Corti e della fibra del nervo acustico; esso riproduce la forma d'onda dello stimolo sonoro, sovrapponendosi al potenziale di riposo, con un'ampiezza proporzionale allo stimolo fino a un certo valore di questo, dopo il quale si ha saturazione; esso non ha alcuna funzione di trasmissione dell'informazione corrispondente allo stimolo esterno agli organi cerebrali centrali. Il potenziale d'azione si sovrappone al potenziale microfonico cocleare e al potenziale di riposo quando il potenziale microfonico cocleare supera una data soglia, ossia quando lo stimolo esterno supera una data soglia; esso si manifesta solo quando il soggetto ha una sensazione sonora ben definita, ossia rappresenta la corrispondente informazione. Ha una caratteristica forma a punta e non cambia forma al crescere dell'intensità dello stimolo; è monofasico, di segno negativo, il che prova l'esistenza di un meccanismo di raddrizzamento. Per stimoli sonori sinusoidali, il potenziale d'azione ha una frequenza proporzionale all'intensità dello stimolo. Il potenziale evocato è una particolare alterazione del potenziale bioelettrico elettroencefalografico provocata da uno stimolo sensoriale, in particolare sonoro. Esso corrisponde alla presenza di sensazione sonora nel soggetto. È stata studiata una tecnica di audiometria oggettiva che sfrutta tale fenomeno, estraendo il potenziale evocato dal segnale globale. Questa tecnica elettronica si basa sul fatto che il segnale elettroencefalografico normale ha carattere assai più casuale del segnale evocato, che è sincrono rispetto allo stimolo esterno.

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