ელექტრული პოტენციალი: თვისებები და სავარჯიშოები

პოტენციალიელექტრო ან ვოლტაჟიელექტრო არის ოდენობა ენერგია საჭიროა გადაადგილება ა ელექტრული მუხტი ერთიანი რეგიონის ორ განსხვავებულ წერტილს შორის a ელექტრული ველი. ო პოტენციალიელექტრო ეს არის ფიზიკური სიდიდე ასვლა გავზომოთ ვოლტი (V), რაც უდრის ჯოულებითითოკულონი (ჯ/კ) ერთეულებში SI.

წაიკითხეთ ასევე: ელექტროსტატიკა - რა არის ეს, ამოხსნილი ფორმულები და სავარჯიშოები

ელექტრული პოტენციალის თვისებები

ო პოტენციალიელექტრო არის ოდენობა ელექტრო პოტენციური ენერგია, ჯოულებში, დამუხტვის ერთეულზე, ინ კულონი. მესმის: იმის მტკიცება, რომ განყოფილება უზრუნველყოფს 110 ვ ელექტრული პოტენციალის ტოლფასია იმის თქმა, რომ ის იძლევა 110 J ენერგია თითოეულ კულონზე ელექტრული მუხტი, რომელიც გადის მის ტერმინალებში.

ელექტრული პოტენციალი იმ წერტილში, სადაც დამუხტვა რა არის არის პირდაპირპროპორციული ელექტრული დატვირთვის მოდულამდე რა რომელიც წარმოქმნის მას და უკუპროპორციულია მანძილისა დ:

როგორც მუხტი q ვშორდებით, ელექტრული პოტენციალი მცირდება.

როგორც სურათზე ხედავთ, ყველა ლაქებითანაბარი მანძილი (წითელი ხაზები) მომტანი დატვირთვის (Q) არის

იგივეპოტენციალიელექტრო და, შესაბამისად, მათ უწოდებენ თანაბარი პოტენციალები. THE ფორმულა ელექტრული პოტენციალის გამოსათვლელად გამოიყენება შემდეგი:

უ - ელექტრული პოტენციალი (V)

ქ - ელექტრული მუხტი (C)

კ₀ - ელექტროსტატიკური ვაკუუმის მუდმივი (9.0.10⁹ N.m²/C²)

დ - მანძილი (მ)

ელექტრულ პოტენციალს შეუძლია აღიაროს სიგნალები ალგებრული, დადებითი და უარყოფითი,დაკავშირებულიპირდაპირ მოსწონს დატენვის ნიშანი რომელიც ქმნის პოტენციალს და მანძილს დ იმ ბრალდებამდე. ეს ნიშნავს, რომ ელექტრული დამუხტული სხეულის სიახლოვეს არის ელექტრული პოტენციალის უსასრულოდ ბევრი მნიშვნელობა, რომელიც განისაზღვრება ამ მუხტამდე მანძილით. ამგვარად, მუხტის ელექტრული პოტენციალი იქნება ზუსტად 0-ის ტოლი მხოლოდ მაშინ, როდესაც მანძილი იმ წერტილს შორის, სადაც გსურთ გაზომოთ ნულოვანი პოტენციალი და მუხტს შორის უსასრულოდ დიდია.

წაიკითხეთ ასევე: ელექტრული დენი: ფორმულები და ამოხსნილი სავარჯიშოები

არსებობს ელექტრული პოტენციალის განსაზღვრის კიდევ ერთი გზა მისი ელექტრულ პოტენციურ ენერგიასთან დაკავშირებით, აი როგორ:

და_{ფეხიიქ} - ელექტრული პოტენციური ენერგია (J)

ელექტრული პოტენციალის განმარტება

ჩათვალეთ, რომ ა დააკისროსელექტროპუნქტუალურირა არის წერტილში THE ერთიანი ელექტრული ველი და, როგორც ნაჩვენებია სურათზე და შემდეგ გადაინაცვლებს წერტილზე ბ.

მოდით გამოვთვალოთ ენერგია გადასახადისთვის საჭიროა გადაადგილებულიშორისშენლაქებიA და B, დაშორებული მანძილით დ. ამისათვის ჩვენ გამოვიყენებთ განმარტებას მუშაობა:

გახსოვდეთ, რომ ელექტრო ძალა ელექტრული ველის მიერ წარმოებული და მუხტზე q მოქმედი ტოლია Q მუხტის ნამრავლის E ელექტრული ველით:

წინა ფორმულებთან ერთად, ჩვენ გვაქვს განსხვავებული გამოხატულება ელექტრული ძალის მიერ შესრულებული სამუშაოსთვის:

შემდეგი, უნდა გვახსოვდეს, როგორია კავშირი ელექტრულ ველს შორის. და და ელექტრო პოტენციალი უ. ამრიგად:

და ბოლოს, ჩვენ ვპოულობთ გამონათქვამს, რომელიც გამოიყენება ელექტრული პოტენციალის გამოსათვლელად შესრულებული სამუშაოს მიხედვით ელექტრული მუხტის გადასატანად A და B წერტილებს შორის, როგორც ახლა ვაჩვენებთ:

ვინაიდან A და B წერტილებს შორის ელექტრული მუხტის გადასატანად შესრულებული სამუშაო უდრის ელექტრული ენერგიის რაოდენობა, რომელიც დატვირთვამ "მოიპოვა" ან "დაკარგა", ელექტრული პოტენციალის გაგება შეიძლება როგორც ენერგიისა და დამუხტვის თანაფარდობა, როგორც განმარტა.

წაიკითხეთ ასევე: კალორიმეტრია - მეცნიერების დარგი, რომელიც შეისწავლის სითბოს გაცვლას და მის მოვლენებს

ელექტრული პოტენციალი მნიშვნელოვანი ფიზიკური რაოდენობაა ელექტროსტატიკის შესასწავლად

სავარჯიშოები ელექტრო პოტენციალის შესახებ

Კითხვა 1) ორ დამუხტულ ლითონის ფირფიტას შორის, ერთმანეთისგან 10 სმ დაშორებით, არის ელექტრული ველი 500 ვ/მ. განსაზღვრეთ მათ შორის ელექტრული პოტენციალის სხვაობა.

ა) 10 ვ

ბ) 100 ვ

გ) 50 ვ

დ) 500 ვ

ე) 5000 ვ

გამოხმაურება: ასო C

რეზოლუცია:

ფირფიტებს შორის მანძილის გადაყვანის შემდეგ, მეტრებად გარდაქმნის შემდეგ (10 სმ = 0,1 მ), გამოვიყენებთ ფორმულას, რომელიც აკავშირებს ელექტრულ ველს პოტენციურ განსხვავებასთან, დავაკვირდეთ:

ნაჩვენები გამოთვლებით აღმოვაჩინეთ, რომ ფირფიტებს შორის პოტენციური სხვაობა არის 50 ვ, ამიტომ სწორი ალტერნატივა არის ასო c.

კითხვა 2) გადახედეთ განცხადებებს ელექტრულ პოტენციალთან დაკავშირებით:

I - ელექტრული პოტენციალი არის სკალარული სიდიდე.

II – ელექტრული პოტენციალის საზომი ერთეულია ამპერი (A).

III - სივრცის გარკვეულ წერტილში ელექტრული პოტენციალი უკუპროპორციულია ელექტრულ მუხტამდე მანძილის კვადრატთან.

IV - ელექტრული პოტენციალის საზომი ერთეული, SI-ს მიხედვით, არის ვოლტი (V).

მართალია (არის):

ა) I და II

ბ) მე და IV

გ) II და III

დ) I, II და III

ე) II, III და IV

გამოხმაურება: ასო B

რეზოლუცია:

II და III განცხადებები მცდარია, რადგან საზომი ერთეული არის ვოლტი და ელექტრული პოტენციალი უკუპროპორციულია დატვირთვამდე მანძილისა. ამრიგად, I და IV განცხადებები სწორია.

კითხვა 3) ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკი, მუხტით 2 mC (2.0.10^-3 გ), ელექტრული წრედის ორ წერტილს შორის ტრანსპორტირებისას ექვემდებარება 5.0 ჯ მუშაობას. განსაზღვრეთ პოტენციური სხვაობა ამ წერტილებს შორის.

ა) 3.0.10⁶ ვ

ბ) 4,5.10² ვ

გ) 0.5.10³ ვ

დ) 2.5.10^-3 ვ

ე) 10.10^-4 ვ

კავშირი: ასო D

რეზოლუცია:

სავარჯიშოს ამოსახსნელად გამოიყენეთ ფორმულა, რომელიც აკავშირებს ელექტრულ პოტენციალსა და მუშაობას, დააკვირდით:

მიღებული შედეგის მიხედვით სწორი პასუხია ასო d.

რაფაელ ჰელერბროკის მიერ
ფიზიკის მასწავლებელი

წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-v.htm