Elektriline potentsiaal vs elektri potentsiaalne energia
Elektriline potentsiaal ja elektriline potentsiaalenergia on kaks väga väärtuslikku mõistet elektriväljades ja elektromagnetilises teoorias. Selles artiklis käsitleme kõigepealt elektrilise potentsiaali ja elektrilise potentsiaalse energia põhitõdesid ning seejärel nende kahe erinevust.
Mis on elektriline potentsiaal?
Elektrilise potentsiaali arutamisel on selle mõiste tõlgendamiseks vaja elektrivälja selge mõistmist. Kõik elektrilaengud, olgu need siis liikuvad või statsionaarsed, tekitavad elektrivälja. Elektrivälja saab tekitada ka igal ajal varieeruvate magnetväljade abil. Elektriväljadel on mitu võtmetegurit, mida on asjakohane teada. Need on elektrivälja intensiivsus, elektrivälja potentsiaal ja elektrivoo tihedus. Elektrivälja intensiivsus on määratletud kui jõud, mis avaldub elektrivälja ühikulisel laengul. Selle annab valem E = Q / 4πεr 2; kus Q on laeng, ε on keskkonna elektriline läbilaskvus ja r on punkti kaugus punktist Q laengust. Selles punktis asetatud punktlaengu q jõud on võrdne F = Qq / 4πεr2. Kuna q on 1 kulon, on see võrdne ka elektrivälja intensiivsusega. Punkti elektriline potentsiaal on määratletud kui energia, mis on vajalik ühe kulonipunkti laengu viimiseks lõpmatusest punkti, kus potentsiaal mõõdetakse. See energia on võrdne laenguga tehtud tööga, kui laeng lõpmatusest punkti viia. Kui mõlemad laengud on positiivsed, on jõud, mida tuleb rakendada katse laengu viimiseks lõpmatusest punktini, alati võrdne ja vastuoluline kahe laengu vahelise tõukejõuga. F-i integreerimisega lõpmatusest r-ni dr-i suhtes saame punkti elektrilise potentsiaali (V),mis on Q / 4πεr. Kuna r on alati positiivne, on negatiivse laengu korral negatiivne ka elektriline potentsiaal. Elektrilise potentsiaali ühikuteks on džaul kuloni kohta. Staatiline elektriväli on konservatiivne väli. Seetõttu on staatilise elektrivälja elektriline potentsiaal teest sõltumatu. Sellise välja elektriline potentsiaal sõltub ainult asendist.
Mis on elektrienergia potentsiaal?
Elektrilise potentsiaalenergia määratletakse kui energia, mis on salvestatud elektrilise potentsiaali tõttu, kui võetakse laeng lõpmatusest antud punkti. On näha, et kuna elektripotentsiaal on võrdne ühikulise laadimise saavutamiseks vajaliku tööga, on elektripotentsiaalenergia elektripotentsiaali ja tekitatud laengu korrutis. Kuna potentsiaalne energia = V * q, kui mõlemad V ja q on sama märgiga, mis tähendab, et Q ja q on sama märgiga, on potentsiaalne energia positiivne. Tasu toomiseks on vajalik väline töö. Kui märgid on erinevad, muutub potentsiaalne energia negatiivseks. See näitab, et töö tehakse süsteemist endast.
Mis vahe on elektripotentsiaalil ja elektripotentsiaalil?
• Elektriline potentsiaal sõltub ainult mõõdetud laengust. Elektriline potentsiaalenergia sõltub mõlemast laengust.
• Elektripotentsiaali mõõdetakse voltides või džaulides kulonki kohta. Elektrilist potentsiaalset energiat mõõdetakse džaulides.
