Potențial electric vs energie potențială electrică
Potențialul electric și energia potențială electrică sunt două concepte foarte valoroase în câmpurile electrice și teoria electromagnetică. În acest articol, vom discuta mai întâi elementele de bază ale potențialului electric și ale energiei potențiale electrice și apoi diferența dintre cele două.
Ce este potențialul electric?
Când se discută despre potențialul electric, este necesară o înțelegere clară a câmpului electric pentru a interpreta termenul. Toate încărcăturile electrice, indiferent dacă sunt în mișcare sau staționare, produc un câmp electric. Un câmp electric poate fi, de asemenea, produs folosind câmpuri magnetice variabile în orice moment. Există câțiva factori cheie ai câmpurilor electrice, pe care trebuie să îi cunoaștem. Acestea sunt intensitatea câmpului electric, potențialul câmpului electric și densitatea fluxului electric. Intensitatea câmpului electric este definită ca forța asupra unei sarcini punctuale unitare din câmpul electric. Aceasta este dată de formula E = Q / 4πεr 2; unde Q este sarcina, ε este permitivitatea electrică a mediului și r este distanța punctului de la punctul Q sarcină. Forța asupra unei sarcini punct q plasată în acel punct este egală cu F = Qq / 4πεr2. Deoarece q este 1 coulomb, acesta este, de asemenea, egal cu intensitatea câmpului electric. Potențialul electric al unui punct este definit ca energia necesară pentru a aduce o sarcină punctuală de 1 coulomb de la infinit până la punctul în care este măsurat potențialul. Această energie este egală cu munca efectuată la încărcare atunci când aduce sarcina de la infinit la punctul. Dacă ambele sarcini sunt pozitive, forța care trebuie aplicată pentru a lua sarcina de testare de la infinit până la punctul este întotdeauna egală și antiparalelă cu forța de respingere dintre cele două sarcini. Integrând F, de la infinit la r, în raport cu dr, obținem potențialul electric (V) al punctului,care este Q / 4πεr. Deoarece r este întotdeauna pozitiv, dacă sarcina este negativă, potențialul electric este, de asemenea, negativ. Unitățile de potențial electric sunt joule per coulomb. Un câmp electric static este un câmp conservator. Prin urmare, potențialul electric al unui câmp electric static este independent de cale. Potențialul electric al unui astfel de câmp depinde doar de poziție.
Ce este energia potențială electrică?
Energia electrică potențială este definită ca energia stocată datorită potențialului electric atunci când se ia o sarcină de la infinit până la punctul dat. Se poate observa că, întrucât potențialul electric este egal cu munca necesară pentru a aduce o încărcare unitară, energia potențială electrică este produsul potențialului electric și a sarcinii care este adusă. Deoarece energia potențială = V * q, dacă atât V cât și q au același semn, ceea ce înseamnă că Q și q au același semn, energia potențială este pozitivă. Este necesară o lucrare externă pentru a aduce taxa. Dacă semnele sunt diferite, energia potențială devine negativă. Acest lucru indică faptul că lucrul este realizat din sistemul în sine.
Care este diferența dintre potențialul electric și energia potențială electrică?
• Potențialul electric depinde doar de sarcina pe care se măsoară potențialul. Energia electrică potențială depinde de ambele sarcini.
• Potențialul electric este măsurat în volți sau joule per coulomb. Energia potențială electrică este măsurată în joule.
