Lehetségeselektromos vagy feszültségelektromos az az összeg energia mozgatásához szükséges a elektromos töltés egységes egy régió két különálló pontja között a elektromos mező. O lehetségeselektromos ez egy fizikai nagyságrend mászik bemérni volt (V), ami egyenértékű joulepercoulomb (J/C) mértékegységben SI.
Olvasd el te is: Elektrosztatika - mi ez, megoldott képletek és gyakorlatok
Elektromos potenciál tulajdonságai
O lehetségeselektromos az az összeg elektromos potenciálenergia, joule-ban, töltési egységenként, in coulomb. Értsd: annak állítása, hogy egy konnektor biztosít 110V Az elektromos potenciál egyenlő azzal, hogy azt mondjuk, hogy adható 110 J energia minden coulombhoz a kivezetésein áthaladó elektromos töltés.
Az elektromos potenciál a töltés helyén mit az van közvetlenülarányos az elektromos terhelési modulhoz mit ami azt eredményezi, és fordítottan arányos a távolsággal d:
Amint az ábrán látható, minden helyekegyenlő távolságra
(piros vonalak) a generáló terheléshez (Q) a azonoslehetségeselektromos és ezért hívják őket ekvipotenciálok. AZ képlet Az elektromos potenciál kiszámításához a következőt használják:
U - elektromos potenciál (V)
K - elektromos töltés (C)
k0 – elektrosztatikus vákuumállandó (9.0.109 N.m²/C²)
d - távolság (m)
Az elektromos potenciál elismerheti jeleket algebrai, pozitív és negatív,összefüggőközvetlenül mint töltés jele amely generálja a potenciált és a távolsággal d addig a díjig. Ez azt jelenti, hogy egy elektromosan töltött test közelében az elektromos potenciál végtelen sok értéke van, amelyet a töltés távolsága határoz meg. Ily módon a töltés elektromos potenciálja csak akkor lesz pontosan egyenlő 0-val, ha a távolság a nullpotenciált mérni kívánt pont és a töltés között végtelenül nagy.
Olvasd el te is: Elektromos áram: képletek és megoldott gyakorlatok
Van egy másik módja az elektromos potenciál meghatározásának az elektromos potenciálenergiához való viszonyításával, a következőképpen:
ÉSLábott – elektromos potenciálenergia (J)
Az elektromos potenciál meghatározása
Vegye figyelembe, hogy a díjelektromospontosmit ponton van AZ egyenletes elektromos térrel ÉS, az ábrán látható módon, majd a pontra tolódik el B.
Számítsuk ki a energia szükséges a töltéshez kiszorítottköztetehelyekA és B, távolság választja el d. Ehhez a definíciót fogjuk használni Munka:
Ne feledje, hogy a elektromos erő az elektromos tér által keltett és a q töltésre ható töltés egyenlő a q töltés és az E elektromos tér szorzatával:
Az előző képletekhez csatlakozva egy másik kifejezést kapunk az elektromos erő által végzett munkára:
Ezután emlékeznünk kell arra, hogy milyen az elektromos tér közötti kapcsolat. ÉS és az elektromos potenciál U. És így:
Végül találunk egy kifejezést, amellyel az elektromos potenciált az A és B pontok közötti elektromos töltés eltolására végzett munka alapján számítjuk ki, amint azt most bemutatjuk:
Mivel az elektromos töltés A és B pontok közötti mozgatására végzett munka egyenértékű azzal a terhelés által "nyert" vagy "elveszett" elektromos energia mennyisége, az elektromos potenciál érthető mint a energia/töltés arány, a magyarázat szerint.
Olvasd el te is: Kalorimetria - a tudomány ága, amely a hőcserét és annak jelenségeit vizsgálja
Gyakorlatok az elektromos potenciálról
1. kérdés) Két, egymástól 10 cm-re elhelyezett töltött fémlemez között 500 V/m elektromos tér van. Határozza meg a köztük lévő elektromos potenciálkülönbséget!
a) 10V
b) 100V
c) 50V
d) 500V
e) 5000 V
Visszacsatolás: C betű
Felbontás:
A lemezek közötti távolság átszámítása, méterekre (10 cm = 0,1 m) átszámítása után azt a képletet használjuk, amely az elektromos mezőt a potenciálkülönbséghez viszonyítja, figyelje meg:
A bemutatott számítással azt találtuk, hogy a lemezek közötti potenciálkülönbség 50 V, így a helyes alternatíva a c betű.
2. kérdés) Tekintse át az elektromos potenciállal kapcsolatos állításokat:
I – Az elektromos potenciál skaláris mennyiség.
II – Az elektromos potenciál mértékegysége az amper (A).
III – Az elektromos potenciál a tér egy bizonyos pontjában fordítottan arányos az elektromos töltés távolságának négyzetével.
IV – Az elektromos potenciál mértékegysége az SI szerint a volt (V).
Igaz(ok):
a) I. és II
b) I. és IV
c) II. és III
d) I., II. és III
e) II., III. és IV
Visszacsatolás: B betű
Felbontás:
A II. és III. állítás hamis, mivel a mértékegység a volt, az elektromos potenciál pedig fordítottan arányos a terhelés távolságával. Így az I. és IV. állítás helyes.
3. kérdés) Elektromosan töltött részecske, töltése 2 mC (2.0.10-3 C), 5,0 J terhelésen megy keresztül, amikor egy elektromos áramkör két pontja között szállítják. Határozza meg e pontok közötti potenciálkülönbséget!
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
Visszacsatolás: D betű
Felbontás:
A gyakorlat megoldásához csak használja az elektromos potenciált és a munkát összekapcsoló képletet, figyelje meg:
A kapott eredmény szerint a helyes válasz a d betű.
Írta: Rafael Hellerbrock
fizika tanár
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-v.htm
