Ero sähköpotentiaalin ja sähköpotentiaalin välillä

Sähköpotentiaali vs. sähköinen potentiaalienergia

Sähköpotentiaali ja sähköpotentiaalienergia ovat kaksi erittäin arvokasta käsitettä sähkökentissä ja sähkömagneettisessa teoriassa. Tässä artikkelissa käsittelemme ensin sähköpotentiaalin ja sähköpotentiaalienergian perusteita ja sitten eroa näiden kahden välillä.

Mikä on sähköpotentiaali?

Kun keskustellaan sähköpotentiaalista, termin tulkitseminen edellyttää sähkökentän selkeää ymmärtämistä. Kaikki sähkölataukset, riippumatta siitä ovatko ne liikkuvia tai paikallaan, tuottavat sähkökentän. Sähkökenttä voidaan myös tuottaa käyttämällä milloin tahansa vaihtelevia magneettikenttiä. Sähkökenttiä on useita avaintekijöitä, jotka on aiheellista tietää. Nämä ovat sähkökentän voimakkuus, sähkökentän potentiaali ja sähkövuon tiheys. Sähkökentän voimakkuus määritellään voimana yksikköpisteen varauksessa sähkökentästä. Tämä annetaan kaavalla E = Q / 4πεr²; missä Q on varaus, ε on väliaineen sähköinen passitiivisuus ja r on pisteen etäisyys pisteestä Q varaus. Kyseiseen pisteeseen sijoitetun pistevarauksen q voima on yhtä suuri kuin F = Qq / 4πεr2. Koska q on 1 kulma, tämä on yhtä suuri kuin sähkökentän voimakkuus. Pisteen sähköinen potentiaali määritellään energiana, joka tarvitaan yhden coulombin pistevarauksen tuomiseksi äärettömyydestä pisteeseen, jonka potentiaali mitataan. Tämä energia on yhtä suuri kuin latauksella tehty työ, kun lataus viedään äärettömyydestä pisteeseen. Jos molemmat varaukset ovat positiivisia, testivoiman siirtämiseen äärettömyydestä pisteeseen kohdistuva voima on aina yhtä suuri ja samansuuntainen kahden varauksen välisen työntövoiman kanssa. Integroimalla F äärettömyydestä r: ksi suhteessa dr: iin, saadaan pisteen sähköpotentiaali (V), joka on Q / 4πεr. Koska r on aina positiivinen, jos varaus on negatiivinen, myös sähköinen potentiaali on negatiivinen. Sähköpotentiaalin yksiköt ovat joulea per coulomb. Staattinen sähkökenttä on konservatiivinen kenttä. Siksi staattisen sähkökentän sähköpotentiaali on polusta riippumaton. Tällaisen kentän sähköpotentiaali riippuu vain sijainnista.

Mikä on potentiaalinen sähkö?

Sähköinen potentiaalienergia määritellään energiaksi, joka on varastoitunut sähköpotentiaalin vuoksi ottaessaan varaus äärettömyydestä annettuun pisteeseen. Voidaan nähdä, että koska sähköinen potentiaali on yhtä suuri kuin yksikön lataamiseen vaadittava työ, sähköinen potentiaalienergia on sähköpotentiaalin ja tuodun varauksen tuote. Koska potentiaalienergia = V * q, jos molemmat V ja q ovat saman merkin, mikä tarkoittaa, että Q ja q ovat saman merkin, potentiaalienergia on positiivinen. Maksun tuomiseksi vaaditaan ulkopuolinen työ. Jos merkit ovat erilaisia, potentiaalinen energia muuttuu negatiiviseksi. Tämä osoittaa, että työ tehdään itse järjestelmästä.