Elektros potencialas prieš elektros potencialą
Elektrinis potencialas ir elektros potencialo energija yra dvi labai vertingos elektrinių laukų ir elektromagnetinės teorijos sąvokos. Šiame straipsnyje pirmiausia aptarsime elektrinio potencialo ir elektros potencialo energijos pagrindus, o tada – skirtumą tarp jų.
Kas yra elektros potencialas?
Aptariant elektrinį potencialą, norint interpretuoti terminą, reikia aiškiai suprasti elektrinį lauką. Visi elektros krūviai, nesvarbu, ar jie judantys, ar nejudantys, sukuria elektrinį lauką. Elektrinis laukas taip pat gali būti sukurtas naudojant bet kokius laikui bėgant kintančius magnetinius laukus. Yra keletas pagrindinių elektrinių laukų veiksnių, kuriuos svarbu žinoti. Tai yra elektrinio lauko intensyvumas, elektrinio lauko potencialas ir elektros srauto tankis. Elektrinio lauko intensyvumas apibrėžiamas kaip jėga, veikianti vienetinį taškinį krūvį iš elektrinio lauko. Tai pateikiama pagal formulę E=Q/4πεr2; čia Q – krūvis, ε – terpės elektrinis laidumas, o r – taško atstumas nuo taško Q krūvio. Taškinio krūvio q jėga, esanti tame taške, yra lygi F=Qq/4πεr2. Kadangi q yra 1 kulonas, tai taip pat yra lygi elektrinio lauko intensyvumui. Taško elektrinis potencialas apibrėžiamas kaip energija, reikalinga 1 kulono taškiniam krūviui perkelti iš begalybės į tašką, kuriame išmatuojamas potencialas. Ši energija lygi darbui su krūviu, kai krūvis iš begalybės į tašką nukreipiamas. Jei abu krūviai yra teigiami, jėga, kurią reikia taikyti norint pakelti bandomąjį krūvį iš begalybės į tašką, visada yra lygi ir antilygiagreti atstūmimo jėgai tarp dviejų krūvių. 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 džaulis vienam kulonui. Statinis elektrinis laukas yra konservatyvus laukas. Todėl statinio elektrinio lauko elektrinis potencialas nepriklauso nuo kelio. Tokio lauko elektrinis potencialas priklauso tik nuo padėties.
Kas yra potenciali elektros energija?
Elektrinio potencialo energija apibrėžiama kaip energija, sukaupta dėl elektrinio potencialo, kai įkraunama iš begalybės į nurodytą tašką. Galima pastebėti, kad kadangi elektrinis potencialas yra lygus darbui, kurio reikia norint sukurti vienetinį krūvį, elektros potencialo energija yra elektrinio potencialo ir atnešto krūvio sandauga. Kadangi potenciali energija=Vq, jei V ir q yra to paties ženklo, o 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 atliktas iš pačios sistemos.
Kuo skiriasi elektros potencialas ir elektros potencialas?
• Elektrinis potencialas priklauso tik nuo išmatuoto krūvio. Elektros potencialinė energija priklauso nuo abiejų krūvių.
• Elektrinis potencialas matuojamas voltais arba džauliais kulonui. Elektrinė potencinė energija matuojama džauliais.
