Електрически потенциал срещу електрическа потенциална енергия
Електрическият потенциал и електрическата потенциална енергия са две много ценни понятия в електрическите полета и електромагнитната теория. В тази статия първо ще обсъдим основите на електрическия потенциал и електрическата потенциална енергия и след това разликата между двете.
Какво е електрически потенциал?
Когато се обсъжда електрическият потенциал, е необходимо ясно разбиране на електрическото поле за интерпретиране на термина. Всички електрически заряди, независимо дали са движещи се или неподвижни, създават електрическо поле. Електрическо поле може да се създаде и с използване на магнитни полета с променливо време. Има няколко ключови фактора на електрическите полета, които е уместно да се знаят. Това са интензивността на електрическото поле, потенциалът на електрическото поле и плътността на електрическия поток. Интензитетът на електрическото поле се определя като силата върху единичен точков заряд от електрическото поле. Това се дава от формулата E = Q / 4πεr 2; където Q е зарядът, ε е електрическата диелектрична проницаемост на средата и r е разстоянието на точката от точката Q заряд. Силата върху точков заряд q, поставен в тази точка, е равна на F = Qq / 4πεr2. Тъй като q е 1 кулон, това също е равно на интензитета на електрическото поле. Електрическият потенциал на точка се определя като енергията, необходима за привеждане на точков заряд от 1 кулон от безкрайността до точката, в която се измерва потенциалът. Тази енергия е равна на работата, извършена върху заряда при привеждане на заряда от безкрайност към точката. Ако и двата заряда са положителни, силата, която трябва да се приложи, за да поеме пробния заряд от безкрайност до точката, винаги е равна и антипаралелна на силата на отблъскване между двата заряда. Чрез интегриране на F, от безкрайност до r, по отношение на dr, получаваме електрическия потенциал (V) на точката,което е Q / 4πεr. Тъй като r винаги е положителен, ако зарядът е отрицателен, електрическият потенциал също е отрицателен. Единиците на електрическия потенциал са джаули на кулон. Статичното електрическо поле е консервативно поле. Следователно електрическият потенциал на статично електрическо поле не зависи от пътя. Електрическият потенциал на такова поле зависи само от позицията.
Какво е електрическа потенциална енергия?
Електрическата потенциална енергия се дефинира като енергията, съхранявана поради електрическия потенциал при поемане на заряд от безкрайност до дадената точка. Може да се види, че тъй като електрическият потенциал е равен на работата, необходима за въвеждане на единичен заряд, електрическата потенциална енергия е произведение на електрическия потенциал и заряда, който се внася. Тъй като потенциалната енергия = V * q, ако и V, и q са от един и същ знак, което означава, че Q и q са от един и същи знак, потенциалната енергия е положителна. За да заредите, е необходима външна работа. Ако признаците са различни, потенциалната енергия става отрицателна. Това показва, че работата се извършва от самата система.
Каква е разликата между електрически потенциал и електрическа потенциална енергия?
• Електрическият потенциал зависи само от заряда, който потенциалът се измерва. Електрическата потенциална енергия зависи от двата заряда.
• Електрическият потенциал се измерва във волта или джаула на кулон. Електрическата потенциална енергия се измерва в джаули.
