Električni potencial proti električni potencialni energiji
Električni potencial in električna potencialna energija sta dva zelo dragocena pojma v električnih poljih in elektromagnetni teoriji. V tem članku bomo najprej razpravljali o osnovah električnega potenciala in električne potencialne energije, nato pa o razliki med njima.
Kaj je električni potencial?
Ko govorimo o električnem potencialu, je za razlago izraza potrebno jasno razumevanje električnega polja. Vsi električni naboji, ne glede na to, ali se premikajo ali mirujejo, proizvajajo električno polje. Električno polje je mogoče ustvariti tudi s pomočjo poljubnih časovno spremenljivih magnetnih polj. Obstaja več ključnih dejavnikov električnih polj, ki jih je pomembno poznati. To so jakost električnega polja, potencial električnega polja in gostota električnega pretoka. Jakost električnega polja je definirana kot sila električnega polja na točkovni naboj enote. To je podano s formulo E=Q/4πεr2; kjer je Q naboj, ε električna prepustnost medija in r oddaljenost točke od točke Q naboja. Sila na točkovni naboj q, nameščen v tej točki, je enaka F=Qq/4πεr2. Ker je q 1 kulon, je to enako tudi jakosti električnega polja. Električni potencial točke je definiran kot energija, ki je potrebna za prenos točkastega naboja 1 kulona iz neskončnosti v točko, kjer se meri potencial. Ta energija je enaka delu, opravljenemu na naboju, ko naboj prenesemo iz neskončnosti v točko. Če sta oba naboja pozitivna, je sila, ki jo je treba uporabiti, da poskusni naboj prenese iz neskončnosti v točko, vedno enaka in antiparalelna odbojni sili med obema nabojema. Z integracijo F, od neskončnosti do r, glede na dr, dobimo električni potencial (V) točke, ki je Q/4πεr. Ker je r vedno pozitiven, je tudi električni potencial negativen, če je naboj negativen. Enote električnega potenciala so joule na coulomb. Statično električno polje je konzervativno polje. Zato je električni potencial statičnega električnega polja neodvisen od poti. Električni potencial takega polja je odvisen samo od položaja.
Kaj je električna potencialna energija?
Električna potencialna energija je definirana kot energija, shranjena zaradi električnega potenciala pri prenosu naboja iz neskončnosti v dano točko. Vidimo lahko, da je električna potencialna energija produkt električnega potenciala in naboja, ker je električni potencial enak delu, potrebnemu za prenos enote naboja. Ker je potencialna energija=Vq, če sta oba V in q enakega predznaka, kar pomeni, da sta Q in q enakega predznaka, je potencialna energija pozitivna. Za obtožbo je potrebno zunanje delo. Če so znaki drugačni, potencialna energija postane negativna. To pomeni, da delo poteka iz samega sistema.
Kakšna je razlika med električnim potencialom in električno potencialno energijo?
• Električni potencial je odvisen samo od naboja, ki ga merimo. Električna potencialna energija je odvisna od obeh nabojev.
• Električni potencial se meri v voltih ali joulih na kulon. Električna potencialna energija se meri v joulih.
