Teorija elektriskā lauka darbs un potenciāls (Maijs 2024)
Elektriskais potenciāls - darba apjoms, kas nepieciešams vienības uzlādes pārvietošanai no atskaites punkta uz noteiktu punktu pret elektrisko lauku. Parasti atskaites punkts ir Zeme, lai gan var izmantot jebkuru punktu, kas ir ārpus elektriskā lauka uzlādes ietekmes.
elektromagnētisms: elektriskie lauki un spēki
Elektriskais potenciāls ir vēl viens noderīgs lauks. Tas nodrošina alternatīvu elektriskajam laukam elektrostatikas problēmās. Potenciāls
Diagrammā parādīti spēki, kas iedarbojas uz pozitīvo lādiņu q, kas atrodas starp divām elektriskā lauka E plāksnēm A un B. Elektriskais spēks F, ko laukam rada pozitīvais lādiņš, ir F = qE; lai pārvietotu lādiņu no plāksnes A uz plāksni B, pēc tam jāpieliek vienāds un pretējs spēks (F ′ = −qE). Darbs W, kas veikts, pārvietojot pozitīvo lādiņu caur attālumu d, ir W = F′d = −qEd.
Pozitīvā lādiņa potenciālā enerģija palielinās, kad tā pārvietojas pret elektrisko lauku, un samazinās, kad tā pārvietojas kopā ar elektrisko lauku; negatīva lādiņa gadījumā ir tieši pretēji. Ja vien vienības lādiņš nešķērso mainīgu magnētisko lauku, tā potenciāls jebkurā brīdī nav atkarīgs no izvēlētā ceļa.
Lai arī elektriskā potenciāla jēdziens ir noderīgs, lai izprastu elektriskās parādības, tikai potenciālās enerģijas atšķirības ir izmērāmas. Ja elektrisko lauku definē kā spēku uz lādiņa vienību, tad pēc analoģijas elektrisko potenciālu var uzskatīt par potenciālo enerģiju uz lādiņa vienību. Tāpēc darbs, kas veikts, pārnesot vienības lādiņu no viena punkta uz otru (piemēram, elektriskās ķēdes ietvaros), ir vienāds ar potenciālo enerģiju starpību katrā punktā. Starptautiskajā mērvienību sistēmā (SI) elektrisko potenciālu izsaka džoulu vienībās uz kulonu (ti, voltiem), un potenciālās enerģijas atšķirības mēra ar voltmetru.
