Elektrisches Potenzial: Eigenschaften und Übungen

Potenzialelektrisch oder Stromspannungelektrisch ist die Menge von Energie muss umziehen elektrische Ladung unitär zwischen zwei verschiedenen Punkten einer Region mit a elektrisches Feld. Ö Potenzialelektrisch es ist eine physikalische Größe steigen einmessen Volt (V), was äquivalent zu Jouleprocoulomb (J/C) in Einheiten SI.

Lesen Sie auch: Elektrostatik - was ist das, gelöste Formeln und Übungen

Elektrische Potenzialeigenschaften

Ö Potenzialelektrisch ist die Menge von elektrische potentielle Energie, in Joule, pro Ladeeinheit, in coulomb. Verstehen: Behaupten, dass eine Verkaufsstelle bietet 110V des elektrischen Potenzials ist gleichbedeutend mit der Aussage, dass es 110 J Energie für jedes Coulomb der elektrischen Ladung, die durch seine Anschlüsse fließt.

Das elektrische Potential an der Stelle, an der die Ladung was ist direktproportional zum elektrischen Lastmodul was das erzeugt es, und umgekehrt proportional zum Abstand D:

Wenn wir uns von der Ladung q entfernen, nimmt das elektrische Potential ab.

Wie Sie in der Abbildung sehen können, alle Fleckengleich weit (rote Linien) zur erzeugenden Last (Q) sind im gleichPotenzialelektrisch und deshalb heißen sie Äquipotentiale. DAS Formel Zur Berechnung des elektrischen Potentials wird folgendes verwendet:

U – elektrisches Potenzial (V)

Q – elektrische Ladung (C)

k₀ – elektrostatische Vakuumkonstante (9.0.10⁹ Nm²/C²)

D – Entfernung (m)

Das elektrische Potential kann zulassen Signale algebraisch, positiv und Negativ,verbundendirekt mögen Ladezeichen das erzeugt das Potential und mit der Distanz D bis zu dieser Gebühr. Das heißt, in der Nähe eines elektrisch geladenen Körpers gibt es unendlich viele Werte des elektrischen Potenzials, die durch die Entfernung zu dieser Ladung bestimmt werden. Auf diese Weise ist ein elektrisches Potenzial einer Ladung nur dann genau gleich 0, wenn der Abstand zwischen dem Punkt, an dem Sie ein Nullpotenzial messen möchten, und der Ladung unendlich groß ist.

Lesen Sie auch: Elektrischer Strom: Formeln und gelöste Aufgaben

Es gibt eine andere Möglichkeit, das elektrische Potenzial zu definieren, indem es mit der elektrischen potentiellen Energie in Beziehung gesetzt wird, und zwar wie folgt:

UND_Fußdort – elektrische potentielle Energie (J)

Definition des elektrischen Potenzials

Betrachten Sie das als aufladenelektrischpünktlichwas ist an einem Punkt DAS von gleichförmigem elektrischem Feld UND, wie in der Abbildung gezeigt, und wird dann auf den Punkt verschoben B.

Berechnen wir die Energie erforderlich, damit die Gebühr versetztzwischenSieFleckenA und B, durch einen Abstand getrennt D. Dazu verwenden wir die Definition von Arbeit:

Denken Sie daran, dass die elektrische Kraft erzeugt durch das elektrische Feld und wirkt auf die Ladung q ist gleich dem Produkt der Ladung q mit dem elektrischen Feld E:

In Verbindung mit den vorherigen Formeln haben wir einen anderen Ausdruck für die von der elektrischen Kraft geleistete Arbeit:

Als nächstes müssen wir uns daran erinnern, wie die Beziehung zwischen dem elektrischen Feld ist. UND und das elektrische Potential U. Daher:

Schließlich finden wir einen Ausdruck, der verwendet wird, um das elektrische Potenzial in Bezug auf die Arbeit zu berechnen, die zum Verschieben der elektrischen Ladung zwischen den Punkten A und B geleistet wird, wie wir jetzt zeigen:

Da die zum Bewegen der elektrischen Ladung zwischen den Punkten A und B verrichtete Arbeit äquivalent zu Menge an elektrischer Energie, die die Last „gewonnen“ oder „verloren“ hat, das elektrische Potenzial kann verstanden werden Als ein Energie-Ladungs-Verhältnis, wie erklärt.

Lesen Sie auch: Kalorimetrie - Wissenschaftszweig, der den Wärmeaustausch und seine Phänomene untersucht

Das elektrische Potential ist eine wichtige physikalische Größe für das Studium der Elektrostatik

Übungen zum elektrischen Potential

Frage 1) Zwischen zwei geladenen Metallplatten im Abstand von 10 cm herrscht ein elektrisches Feld von 500 V/m. Bestimmen Sie die elektrische Potenzialdifferenz zwischen ihnen.

a) 10V

b) 100V

c) 50V

d) 500V

e) 5000 V

Rückmeldung: Buchstabe C

Auflösung:

Nachdem wir den Abstand zwischen den Platten in Meter (10 cm = 0,1 m) umgerechnet haben, verwenden wir die Formel, die das elektrische Feld mit der Potenzialdifferenz in Beziehung setzt. Beachten Sie:

Durch die gezeigte Berechnung haben wir festgestellt, dass die Potenzialdifferenz zwischen den Platten 50 V beträgt, daher ist die richtige Alternative der Buchstabe c.

Frage 2) Überprüfen Sie die Aussagen zum elektrischen Potenzial:

I – Das elektrische Potenzial ist eine skalare Größe.

II – Die Maßeinheit für das elektrische Potenzial ist Ampere (A).

III – Das elektrische Potential an einem bestimmten Punkt im Raum ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zur elektrischen Ladung.

IV – Die Maßeinheit für das elektrische Potenzial ist laut SI das Volt (V).

Ist (sind) wahr:

a) I und II

b) I und IV

c) II und III

d) I, II und III

e) II, III und IV

Rückmeldung: Buchstabe b

Auflösung:

Die Aussagen II und III sind falsch, da die Maßeinheit Volt ist und das elektrische Potential umgekehrt proportional zum Abstand zur Last ist. Somit sind die Aussagen I und IV richtig.

Frage 3) Ein elektrisch geladenes Teilchen mit einer Ladung von 2 mC (2.0.10^-3 C), erleidet beim Transport zwischen zwei Punkten eines Stromkreises eine Arbeit von 5,0 J. Bestimmen Sie die Potentialdifferenz zwischen diesen Punkten.

a) 3.0.10⁶ V

b) 4,5.10² V

c) 0,5.10³ V

d) 2.5.10^-3 V

e) 10.10^-4 V

Rückmeldung: Buchstabe D

Auflösung:

Um die Aufgabe zu lösen, verwenden Sie einfach die Formel, die elektrisches Potenzial und Arbeit in Beziehung setzt, und beachten Sie:

Entsprechend dem erhaltenen Ergebnis ist die richtige Antwort der Buchstabe d.

Von Rafael Hellerbrock
Physik Lehrer

Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-v.htm