Elektros potencialas ir elektros energijos potencialas
Elektrinis potencialas ir elektrinio potencialo energija yra dvi labai vertingos sąvokos elektros laukuose ir elektromagnetinėje teorijoje. Šiame straipsnyje pirmiausia aptarsime elektrinio potencialo ir elektrinio potencialo energijos pagrindus, o paskui - skirtumą tarp jų.
Kas yra elektros potencialas?
Aptariant elektrinį potencialą, norint aiškinti terminą, reikia aiškiai suprasti elektrinį lauką. Visi elektriniai krūviai, nesvarbu, ar jie juda, ar stovi, sukuria elektrinį lauką. Elektrinis laukas taip pat gali būti sukurtas naudojant bet kurį laiką kintantį magnetinį lauką. Yra keli pagrindiniai elektrinių laukų veiksniai, kuriuos verta žinoti. Tai yra elektrinio lauko intensyvumas, elektrinio lauko potencialas ir elektros srauto tankis. Elektrinio lauko intensyvumas apibrėžiamas kaip jėga, tenkanti elektrinio lauko taško krūviui. Tai suteikia formulė E = Q / 4πεr 2; kur Q yra krūvis, ε yra terpės elektrinis laidumas, o r yra taško atstumas nuo taško Q krūvio. Jėga, esanti tame taške esančiame taško krūvyje q, yra lygi F = Qq / 4πεr2. Kadangi q yra 1 kulona, tai taip pat lygi elektrinio lauko intensyvumui. Taško elektrinis potencialas apibrėžiamas kaip energija, reikalinga 1 kulono taškiniam krūviui iš begalybės į tašką, kurį matuojamas potencialas. Ši energija yra lygi krūviui atliktam darbui, kai krūvį perkelia iš begalybės į tašką. Jei abu krūviai yra teigiami, jėga, kuri turi būti naudojama bandomajam krūviui paimti nuo begalybės iki taško, visada yra lygi ir priešinga abiejų krūvių atstūmimo jėgai. Integruodami F nuo begalybės iki r dr atžvilgiu, gauname taško elektrinį potencialą (V),kuris yra Q / 4πεr. Kadangi r visada yra teigiamas, jei krūvis yra neigiamas, elektrinis potencialas taip pat yra neigiamas. Elektrinio potencialo vienetai yra džauliai kulonui. Statinis elektrinis laukas yra konservatyvus laukas. Todėl statinio elektrinio lauko elektrinis potencialas yra nepriklausomas nuo kelio. Tokio lauko elektrinis potencialas priklauso tik nuo padėties.
Kas yra elektros potenciali energija?
Elektrinio potencialo energija apibrėžiama kaip energija, sukaupta dėl elektros potencialo imant krūvį nuo begalybės iki duoto taško. Galima pastebėti, kad kadangi elektrinis potencialas yra lygus darbui, reikalingam vieneto įkrovimui užtikrinti, elektros potencialo energija yra elektros potencialo ir atnešto krūvio sandauga. Kadangi potenciali energija = V * q, jei ir V, ir q yra to paties ženklo, tai reiškia, kad Q ir q yra to paties ženklo, potenciali energija yra teigiama. Norint pareikšti mokestį, reikalingas išorinis darbas. Jei ženklai skiriasi, potenciali energija tampa neigiama. Tai rodo, kad darbas atliekamas iš pačios sistemos.
Kuo skiriasi elektros potencialas nuo elektros energijos?
• Elektrinis potencialas priklauso tik nuo įkrovos, kuria matuojamas potencialas. Elektros potencialo energija priklauso nuo abiejų krūvių.
• Elektrinis potencialas matuojamas voltais arba džauliais kulonui. Elektros potencialo energija matuojama džauliais.
