Elektrisk potential vs elektrisk potentialenergi
Elektrisk potential och elektrisk potentiell energi är två mycket värdefulla begrepp inom elektriska fält och elektromagnetisk teori. I den här artikeln kommer vi att diskutera grunderna för elektrisk potential och elektrisk potentiell energi först och sedan skillnaden mellan de två.
Vad är elektrisk potential?
När man diskuterar den elektriska potentialen krävs en tydlig förståelse av elektriska fält för att tolka termen. Alla elektriska laddningar, oavsett om de är i rörelse eller stillastående, producerar ett elektriskt fält. Ett elektriskt fält kan också alstras med hjälp av alla tidsvarierande magnetfält. Det finns flera nyckelfaktorer för elektriska fält, som är relevanta att känna till. Dessa är elektrisk fältintensitet, elektrisk fältpotential och elektrisk flödestäthet. Det elektriska fältets intensitet definieras som kraften på en enhetspunktladdning från det elektriska fältet. Detta ges av formeln E=Q/4πεr2; där Q är laddningen, ε är mediets elektriska permittivitet och r är punktens avstånd från punkt Q-laddningen. Kraften på en punktladdning q placerad vid den punkten är lika med F=Qq/4πεr2. Eftersom q är 1 coulomb är detta också lika med det elektriska fältets intensitet. Den elektriska potentialen för en punkt definieras som den energi som krävs för att föra en punktladdning på 1 coulomb från oändligheten till den punkt där potentialen mäts. Denna energi är lika med det arbete som görs på laddningen när laddningen förs från oändligheten till punkten. Om båda laddningarna är positiva, är kraften som måste appliceras för att ta testladdningen från oändligheten till punkten alltid lika med och antiparallell med repulsionskraften mellan de två laddningarna. Genom att integrera F, från oändlighet till r, med avseende på dr, får vi den elektriska potentialen (V) för punkten, som är Q/4πεr. Eftersom r alltid är positiv, om laddningen är negativ, är den elektriska potentialen också negativ. Enheterna för elektrisk potential är joule per coulomb. Ett statiskt elektriskt fält är ett konservativt fält. Därför är den elektriska potentialen för ett statiskt elektriskt fält banoberoende. Den elektriska potentialen för ett sådant fält beror endast på positionen.
Vad är elektrisk potentiell energi?
Elektrisk potentiell energi definieras som den energi som lagras på grund av elektrisk potential när en laddning tas från oändligheten till den givna punkten. Det kan ses att eftersom den elektriska potentialen är lika med det arbete som krävs för att åstadkomma en enhetsladdning, är den elektriska potentiella energin produkten av den elektriska potentialen och den laddning som uppstår. Eftersom potentiell energi=Vq, om både V och q har samma tecken, vilket betyder att Q och q har samma tecken, är den potentiella energin positiv. Ett externt arbete krävs för att väcka åtalet. Om tecknen är olika blir den potentiella energin negativ. Detta indikerar att arbetet utförs från själva systemet.
Vad är skillnaden mellan elektrisk potential och elektrisk potentiell energi?
• Elektrisk potential är endast beroende av laddningen som potentialen mäts. Elektrisk potentiell energi beror på båda laddningarna.
• Elektrisk potential mäts i volt eller joule per coulomb. Elektrisk potentiell energi mäts i joule.
