แรงดันไฟฟ้า: มันคืออะไร สูตร แบบฝึกหัด

ความตึงเครียดทางไฟฟ้าความต่างศักย์ และ แรงดันไฟฟ้า (ศัพท์ภาษาปาก) อ้างถึงปริมาณทางกายภาพสเกลาร์เดียวกันซึ่งวัดเป็น โวลต์ แรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดเป็น พลังงานศักย์ไฟฟ้า เก็บไว้ต่อหน่วยของ ค่าไฟฟ้า. ตัวอย่างเช่น เมื่อวางประจุไฟฟ้า 1.0 C ในพื้นที่ 10 V ประจุไฟฟ้าจะได้รับพลังงานศักย์ไฟฟ้า 10 J ดังนั้น เมื่อจุดสองจุดมาบรรจบกันที่แรงดันไฟฟ้าต่างกัน เราบอกว่ามี a ความแตกต่างในศักยภาพ

ดูยัง: วงจรไฟฟ้า - ตัวต้านทาน สวิตช์ ตัวเก็บประจุ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฯลฯ

แรงดันไฟฟ้าคืออะไร?

แรงดันไฟฟ้าคือ ปริมาณพลังงานที่สะสมในแต่ละคูลอมบ์ของค่าใช้จ่ายไฟฟ้า, เมื่ออยู่ในภูมิภาคที่มี สนามไฟฟ้า ไม่เป็นโมฆะ. ในสภาวะเหล่านี้ เมื่อปล่อยออก สิ่งของสามารถเริ่มเคลื่อนที่ได้เนื่องจากการเกิดขึ้นของ a แรงไฟฟ้า เกี่ยวกับพวกเขา. ประจุบวกเคลื่อนเข้าหา ศักยภาพไฟฟ้ามากกว่าต่ำ, ในขณะที่ประจุลบมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนเข้าหา ศักยภาพไฟฟ้าสูงกว่า

ไฟฟ้าแรงสูงอาจทำให้มนุษย์ช็อกถึงแก่ชีวิตได้

เมื่อเราเสียบเครื่องใช้ในครัวเรือนเข้ากับเต้ารับ เราจะใช้ a ความแตกต่างในศักยภาพ เกี่ยวกับ วงจรไฟฟ้า ของอุปกรณ์นี้ ทำให้เกิดประจุไฟฟ้า (ในกรณีนี้คืออิเล็กตรอน) เดินทางผ่าน โดยปกติวงจรเหล่านี้ทำจากa วัสดุตัวนำ (มักจะเป็นทองแดง).

การเคลื่อนย้ายของโหลดนี้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่โหลดอยู่ เราเรียกการกระจัดของโหลดซึ่งเป็นผลมาจากa results ความแตกต่างในศักยภาพ ใน กระแสไฟฟ้า. ความเข้มของกระแสไฟฟ้านี้ขึ้นอยู่กับความต่างศักย์โดยตรง เช่นเดียวกับค่า ความต้านทานไฟฟ้า วิธีการเคลื่อนไหว

ดูยัง: ตัวนำและฉนวน - คุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุ

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

สูตรแรงดันไฟฟ้า

สูตรแรงดันไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับพลังงานศักย์ไฟฟ้ากับประจุไฟฟ้า ดู:

ยู – แรงดันไฟฟ้า (V)

และ_พี – พลังงานศักย์ไฟฟ้า (J)

อะไร – ค่าไฟฟ้า (C)

ด้านล่างเรานำเสนอสูตรที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้ากับสนามไฟฟ้า ดู:

และ – สนามไฟฟ้า (N/C)

d – ระยะทาง (ม.)

นอกจากสูตรทั้งสองข้างต้นแล้ว เรามีสูตรที่เกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้ากับความต้านทานและกระแสไฟฟ้าที่เรียกว่า, กฎข้อที่ 1 ของโอห์ม.

R – ความต้านทานไฟฟ้า (Ω)

ผม – กระแสไฟฟ้า (A)

ดูยัง:แม่เหล็ก – มีไว้เพื่ออะไรและตัวอย่าง

แก้ไขแบบฝึกหัดเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้า

คำถามที่ 1 - กำหนดแรงดันไฟฟ้าที่จะเก็บประจุ 1.0 mC โดยรู้ว่าศักย์ไฟฟ้ามีค่าเท่ากับ 1.0 J

ก) 100V

ข) 0.001 V

ค) 1000V

ง) 0.1V

ความละเอียด:

ในการแก้แบบฝึกหัด เราจะใช้สูตรที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้ากับพลังงานศักย์ไฟฟ้าและประจุไฟฟ้า

จากการคำนวณข้างต้น เราพบว่าแรงดันไฟฟ้าข้ามโหลดคือ 1000V ดังนั้น ทางเลือกที่ถูกต้องคือ จดหมาย C.

คำถามที่ 2 — ประจุไฟฟ้าถูกวาง 2.0 ม. จากจุดกำเนิดของสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอที่ 200 N/m กำหนดแรงดันไฟฟ้าที่จะรับภาระนี้

ก) 4.0 V

ข) 40 V

ค) 0.4V

ง) 400V

ความละเอียด:

เพื่อตอบคำถามนี้ จำเป็นต้องเชื่อมโยงแรงดันไฟฟ้ากับสนามไฟฟ้า ดู:

จากการคำนวณข้างต้น เราเห็นว่าแรงดันไฟฟ้าที่เป็นปัญหาคือ 400 V ดังนั้นทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร D

คำถามที่ 3 — ความต้านทานไฟฟ้า 20 Ω ดำเนินการโดยกระแสไฟฟ้า 2 mA ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าข้ามขั้วของความต้านทานนี้จะเท่ากับ:

ก) 20 mV

ข) 40 mV

ค) 50 mV

ง) 15 mV

ความละเอียด:

ผ่าน กฎของโอห์มเป็นไปได้ที่จะคำนวณแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วตัวต้านทาน

จากผลลัพธ์ที่ได้ เราตระหนักดีว่าคำตอบที่ถูกต้องคือ จดหมายข.

โดย Rafael Hellerbrock
ครูฟิสิกส์

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

เฮเลอร์บร็อค, ราฟาเอล. "ความตึงเครียดทางไฟฟ้า"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/tensao-eletrica.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.