Potencialuselektrinis arba Įtampaelektrinis yra suma energijos reikia perkelti a elektros krūvis vieningas tarp dviejų skirtingų regiono taškų su a elektrinis laukas. O potencialuselektrinis tai fizinis dydis lipti išmatuoti voltų (V), kuri yra lygiavertė džauliųperkulonas (J/C) vienetais SI.
Taip pat skaitykite: Elektrostatika – kas tai, išspręstos formulės ir pratimai
Elektrinio potencialo savybės
O potencialuselektrinis yra suma elektros potenciali energija, džauliais, vienam įkrovimo vienetui, in kulonas. Suprask: tvirtinimas, kad išleidimo anga suteikia 110V elektrinio potencialo lygis prilygsta sakymui, kad jis duoda 110 J energijos kiekvienam kulonui elektros krūvio, einančio per jo gnybtus.
Elektrinis potencialas taške, kur įkraunamas ką yra yra tiesiogiaiproporcingas prie elektros apkrovos modulio ką kuri jį sukuria, ir atvirkščiai proporcinga atstumui d:
Kaip matote paveikslėlyje, viskas dėmėsvienodu atstumu (raudonos linijos) iki generuojančios apkrovos (Q) yra
tas patspotencialuselektrinis ir todėl jie vadinami ekvipotencialai. THE formulę Naudojamas elektriniam potencialui apskaičiuoti:
U – elektrinis potencialas (V)
K - elektros krūvis (C)
k0 – elektrostatinio vakuumo konstanta (9.0.109 N.m²/C²)
d – atstumas (m)
Elektrinis potencialas gali pripažinti signalus algebrinė, teigiamas ir neigiamas,susijęstiesiogiai Kaip įkrovos ženklas kuri sukuria potencialą ir su atstumu d iki to mokesčio. Tai reiškia, kad šalia elektra įkrauto kūno yra be galo daug elektrinio potencialo verčių, nulemtų atstumo iki to krūvio. Tokiu būdu krūvio elektrinis potencialas bus tiksliai lygus 0, kai atstumas tarp taško, kuriame norite išmatuoti nulinį potencialą, ir krūvio yra be galo didelis.
Taip pat skaitykite: Elektros srovė: formulės ir išspręsti pratimai
Yra dar vienas būdas apibrėžti elektrinį potencialą, susiejant jį su elektros potencialo energija. Štai kaip:
IRPėdaten – elektros potencialinė energija (J)
Elektrinio potencialo apibrėžimas
Apsvarstykite, kad a mokestiselektrinispunktualuską yra taške THE vienodo elektrinio lauko IR, kaip parodyta paveikslėlyje, ir tada perkeliama į tašką B.
Paskaičiuokime energijos reikalingas, kad mokestis būtų perkeltastarptudėmėsA ir B, atskirtas atstumu d. Norėdami tai padaryti, naudosime apibrėžimą Darbas:
Atsiminkite, kad elektrinė jėga sukuriamas elektrinio lauko ir veikiantis krūvį q yra lygus krūvio q su elektriniu lauku E sandaugai:
Sujungus ankstesnes formules, turime kitokią elektrinės jėgos atliekamo darbo išraišką:
Toliau turime prisiminti, koks yra elektrinio lauko santykis. IR ir elektrinis potencialas U. Taigi:
Galiausiai randame išraišką, naudojamą apskaičiuojant elektrinį potencialą pagal darbą, atliktą elektros krūviui perkelti tarp taškų A ir B, kaip dabar parodome:
Kadangi elektros krūviui perkelti tarp taškų A ir B atliktas darbas yra lygiavertis elektros energijos kiekis, kurį apkrova „gavo“ arba „prarado“, galima suprasti elektrinį potencialą kaip energijos ir įkrovimo santykis, kaip paaiškinta.
Taip pat skaitykite: Kalorimetrija – mokslo šaka, tirianti šilumos mainus ir jų reiškinius
Pratimai apie elektrinį potencialą
Klausimas 1) Tarp dviejų įkrautų metalinių plokščių, išdėstytų 10 cm atstumu vienas nuo kito, yra 500 V/m elektrinis laukas. Nustatykite elektrinių potencialų skirtumą tarp jų.
a) 10V
b) 100 V
c) 50V
d) 500V
e) 5000 V
Atsiliepimas: C raidė
Rezoliucija:
Pavertę atstumą tarp plokščių, pavertę jį metrais (10 cm = 0,1 m), naudosime formulę, kuri susieja elektrinį lauką su potencialų skirtumu, stebėkite:
Atlikę parodytus skaičiavimus, nustatėme, kad potencialų skirtumas tarp plokščių yra 50 V, todėl teisinga alternatyva yra raidė c.
2 klausimas) Peržiūrėkite teiginius, susijusius su elektros potencialu:
I – elektrinis potencialas yra skaliarinis dydis.
II – elektros potencialo matavimo vienetas yra amperas (A).
III – elektrinis potencialas tam tikrame erdvės taške yra atvirkščiai proporcingas atstumo iki elektros krūvio kvadratui.
IV – elektros potencialo matavimo vienetas pagal SI yra voltas (V).
Ar tiesa:
a) I ir II
b) I ir IV
c) II ir III
d) I, II ir III
e) II, III ir IV
Atsiliepimas: Raidė B
Rezoliucija:
II ir III teiginiai yra klaidingi, nes matavimo vienetas yra voltas, o elektrinis potencialas yra atvirkščiai proporcingas atstumui iki apkrovos. Taigi I ir IV teiginiai yra teisingi.
3 klausimas) Elektra įkrauta dalelė, kurios įkrova 2 mC (2.0.10-3 C), pernešamas tarp dviejų elektros grandinės taškų, veikia 5,0 J. Nustatykite potencialų skirtumą tarp šių taškų.
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
Atsiliepimas: D raidė
Rezoliucija:
Norėdami išspręsti pratimą, tiesiog naudokite formulę, kuri susieja elektrinį potencialą ir darbą, stebėkite:
Pagal gautą rezultatą teisingas atsakymas yra raidė d.
Rafaelis Hellerbrockas
Fizikos mokytojas
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-v.htm
