Elektromos potenciál vs elektromos potenciális energia
Az elektromos potenciál és az elektromos potenciálenergia két nagyon értékes fogalom az elektromos mezőkben és az elektromágneses elméletben. Ebben a cikkben először az elektromos potenciál és az elektromos potenciális energia alapjait, majd a kettő közötti különbséget fogjuk megvitatni.
Mi az elektromos potenciál?
Az elektromos potenciál megvitatásakor az elektromos tér egyértelmű megértésére van szükség a kifejezés értelmezéséhez. Minden elektromos töltés, akár mozgó, akár álló helyzetben, elektromos teret hoz létre. Elektromos mező előállítható bármikor változó mágneses mezők alkalmazásával is. Az elektromos mezőknek számos kulcsfontosságú tényezője van, amelyeket érdemes tudni. Ezek az elektromos tér intenzitása, az elektromos tér potenciálja és az elektromos fluxus sűrűsége. Az elektromos tér intenzitását úgy definiáljuk, mint az elektromos mező egységpontos töltésére kifejtett erőt. Ezt az E = Q / 4πεr 2 képlet adja meg; ahol Q a töltés, ε a közeg elektromos permittivitása és r a pont távolsága a Q töltés ponttól. Az abban a pontban elhelyezett q pont töltés ereje egyenlő F = Qq / 4πεr2. Mivel q 1 coulomb, ez megegyezik az elektromos tér intenzitásával is. Egy pont elektromos potenciálja az az energia, amely szükséges ahhoz, hogy 1 coulomb pont töltése a végtelenségtől a potenciál mért pontjáig jusson. Ez az energia megegyezik a töltésen végzett munkával, amikor a töltetet a végtelenségtől a pontig hozzuk. Ha mindkét töltés pozitív, akkor a próbatöltetnek a végtelenségtől a pontig történő elviteléhez alkalmazandó erő mindig azonos és ellentétes a két töltés közötti taszítóerővel. F-nek a végtelenségtől az r-ig történő integrálásával dr vonatkozásában megkapjuk a pont elektromos potenciálját (V),amely Q / 4πεr. Mivel r mindig pozitív, ha a töltés negatív, akkor az elektromos potenciál is negatív. Az elektromos potenciál mértékegységei joule / coulomb. A statikus elektromos mező konzervatív mező. Ezért a statikus elektromos tér elektromos potenciálja útfüggetlen. Az ilyen tér elektromos potenciálja csak a pozíciótól függ.
Mi az elektromos potenciális energia?
Az elektromos potenciális energiának azt az energiát definiáljuk, amelyet az elektromos potenciál miatt tárolunk, amikor töltést veszünk a végtelenségtől az adott pontig. Látható, hogy mivel az elektromos potenciál megegyezik az egységnyi töltés meghozatalához szükséges munkával, az elektromos potenciálenergia az elektromos potenciál és a leadott töltés szorzata. Mivel a potenciális energia = V * q, ha V és q is azonos előjelű, ez azt jelenti, hogy Q és q azonos előjelű, a potenciális energia pozitív. Külső munkára van szükség a díj felhozatalához. Ha a jelek eltérnek, a potenciális energia negatívvá válik. Ez azt jelzi, hogy a munkát maga a rendszer végzi.
Mi a különbség az elektromos és az elektromos potenciál között?
• Az elektromos potenciál csak a mért töltéstől függ. Az elektromos potenciális energia mindkét töltéstől függ.
• Az elektromos potenciált coulombenként voltban vagy joule-ban mérjük. Az elektromos potenciális energiát joule-ban mérjük.
