Elektrilise ja elektrilise potentsiaalse energia erinevus

Elektripotentsiaal vs elektripotentsiaalienergia

Elektripotentsiaal ja elektripotentsiaalienergia on elektriväljade ja elektromagnetilise teooria kaks väga väärtuslikku mõistet. Selles artiklis käsitleme kõigepealt elektripotentsiaali ja elektripotentsiaalienergia põhitõdesid ning seejärel nende kahe erinevust.

Mis on elektripotentsiaal?

Elektripotentsiaali arutamisel on selle mõiste tõlgendamiseks vajalik selge arusaam elektriväljast. Kõik elektrilaengud, olgu nad liikuvad või paigal, tekitavad elektrivälja. Elektrivälja saab luua ka igal ajal varieeruva magnetvälja abil. Elektriväljadel on mitu peamist tegurit, mida on vaja teada. Need on elektrivälja intensiivsus, elektrivälja potentsiaal ja elektrivoo tihedus. Elektrivälja intensiivsus on määratletud kui jõud, mis elektrivälja poolt tekkivale ühikupunktile laeb. See on antud valemiga E = Q / 4πεr²; kus Q on laeng, ε on keskkonna elektriline läbitavus ja r on punkti kaugus punktist Q laeng. Selles punktis asetatud punktlaengu q jõud on võrdne F = Qq / 4πεr2. Kuna q on 1 kulbi, võrdub see ka elektrivälja intensiivsusega. Punkti elektripotentsiaal on defineeritud kui energia, mis on vajalik ühe kulbiga punktilaengu viimiseks lõpmatusest potentsiaali mõõtmise punktini. See energia on võrdne laenguga tehtud tööga, kui viia laeng lõpmatusest punkti. Kui mõlemad laengud on positiivsed, on jõud, mida tuleb katselaengu lõpmatusest punktini viimiseks rakendada, alati võrdsed ja paralleelsed kahe laengu vahelise tõrkejõuga. Integreerides F lõpmatusest r-ni dr suhtes, saame punkti elektripotentsiaali (V), mis on Q / 4πεr. Kuna r on alati positiivne, siis kui laeng on negatiivne, on ka elektripotentsiaal negatiivne. Elektripotentsiaali ühikud on džaul ühe kulbi kohta. Staatiline elektriväli on konservatiivne väli. Seetõttu on staatilise elektrivälja elektripotentsiaal rajast sõltumatu. Sellise välja elektripotentsiaal sõltub ainult asukohast.

Mis on elektriline potentsiaalne energia?

Elektripotentsiaalienergia on energia, mis salvestub elektripotentsiaalist laengu võtmisel lõpmatusest antud punkti. On näha, et kuna elektripotentsiaal on võrdne ühiku laadimiseks vajaliku tööga, on elektripotentsiaalienergia tuletatud elektripotentsiaali ja laengu korrutis. Kuna potentsiaalne energia = V * q, kui nii V kui ka q on samad märgid, mis tähendab, et Q ja q on sama tähisega, on potentsiaalne energia positiivne. Laenu tasumiseks on vajalik välistöö. Kui märgid on erinevad, muutub potentsiaalne energia negatiivseks. See näitab, et töö on tehtud süsteemist endast.