Elektrisk potentiale vs elektrisk potentiel energi
Elektrisk potentiale og elektrisk potentialenergi er to meget værdifulde begreber inden for elektriske felter og elektromagnetisk teori. I denne artikel vil vi først diskutere det grundlæggende om elektrisk potentiale og elektrisk potentialenergi og derefter forskellen mellem de to.
Hvad er elektrisk potentiale?
Når man diskuterer det elektriske potentiale, kræves en klar forståelse af det elektriske felt for at fortolke udtrykket. Alle elektriske ladninger, uanset om de bevæger sig eller er stationære, frembringer et elektrisk felt. Et elektrisk felt kan også produceres ved hjælp af magnetfelter, der varierer til enhver tid. Der er flere nøglefaktorer for elektriske felter, som det er relevant at kende. Disse er elektrisk feltintensitet, elektrisk feltpotentiale og elektrisk fluxdensitet. Det elektriske feltintensitet er defineret som kraften på en enheds punktladning fra det elektriske felt. Dette er givet med formlen E = Q / 4πεr 2; hvor Q er ladningen, ε er mediumets elektriske permittivitet, og r er punktets afstand fra punktet Q-ladningen. Kraften på en punktladning q placeret på dette punkt er lig med F = Qq / 4πεr2. Da q er 1 coulomb, er dette også lig med det elektriske feltintensitet. Et punktes elektriske potentiale defineres som den nødvendige energi til at bringe en punktladning på 1 coulomb fra uendeligt til det punkt, potentialet måles. Denne energi er lig med det arbejde, der er udført på ladningen, når ladningen bringes fra uendeligt til punktet. Hvis begge ladninger er positive, er den kraft, der skal påføres for at tage testladningen fra uendelig til punkt, altid lige og antiparallel til frastødningskraften mellem de to ladninger. Ved at integrere F, fra uendelighed til r, med hensyn til dr, får vi punktets elektriske potentiale (V),hvilket er Q / 4πεr. Da r altid er positiv, er det elektriske potentiale også negativt, hvis opladningen er negativ. Enhederne med elektrisk potentiale er joule pr. Coulomb. Et statisk elektrisk felt er et konservativt felt. Derfor er det elektriske potentiale i et statisk elektrisk felt uafhængig af stien. Det elektriske potentiale i et sådant felt afhænger kun af positionen.
Hvad er elektrisk potentiel energi?
Elektrisk potentiel energi defineres som den energi, der er lagret på grund af elektrisk potentiale, når man tager en opladning fra uendeligt til det givne punkt. Det kan ses, at da det elektriske potentiale er lig med det arbejde, der kræves for at bringe en enhedsladning, er den elektriske potentialenergi produktet af det elektriske potentiale og den ladning, der bringes. Da potentiel energi = V * q, hvis både V og q har samme tegn, hvilket betyder at Q og q er af samme tegn, er den potentielle energi positiv. Der kræves et eksternt arbejde for at indbringe afgiften. Hvis tegnene er forskellige, bliver den potentielle energi negativ. Dette indikerer, at arbejdet udføres fra selve systemet.
Hvad er forskellen mellem elektrisk potentiale og elektrisk potentiel energi?
• Elektrisk potentiale afhænger kun af den opladning, potentialet måles. Elektrisk potentiel energi afhænger af begge opladninger.
• Elektrisk potentiale måles i volt eller joule pr. Coulomb. Elektrisk potentiel energi måles i joule.
