Električni potencijal naspram električne energije
Električni potencijal i električna potencijalna energija su dva vrlo vrijedna koncepta u električnim poljima i elektromagnetskoj teoriji. U ovom članku ćemo prvo raspravljati o osnovama električnog potencijala i električne potencijalne energije, a zatim o razlici između njih.
Šta je električni potencijal?
Kada se raspravlja o električnom potencijalu, potrebno je jasno razumijevanje električnog polja za tumačenje pojma. Svi električni naboji, bilo da se kreću ili miruju, proizvode električno polje. Električno polje se također može proizvesti korištenjem magnetskih polja promjenjivih u vremenu. Postoji nekoliko ključnih faktora električnih polja koje je važno znati. To su intenzitet električnog polja, potencijal električnog polja i gustina električnog fluksa. Intenzitet električnog polja definira se kao sila na jedinični tačkasti naboj iz električnog polja. Ovo je dato formulom E=Q/4πεr2; gdje je Q naboj, ε je električna permitivnost medija, a r je udaljenost tačke od tačke Q naboja. Sila na tačkasti naboj q postavljen u toj tački jednaka je F=Qq/4πεr2. Kako je q 1 kulon, to je također jednako intenzitetu električnog polja. Električni potencijal tačke je definisan kao energija potrebna da se tačkasti naboj od 1 kulona dovede iz beskonačnosti do tačke u kojoj se meri potencijal. Ova energija je jednaka radu obavljenom na naboju kada se naboj dovede iz beskonačnosti u tačku. Ako su oba naboja pozitivna, sila koja se mora primijeniti da se probni naboj odvede iz beskonačnosti u tačku uvijek je jednaka i antiparalelna sili odbijanja između dva naboja. Integracijom F, od beskonačnosti do r, u odnosu na dr, dobijamo električni potencijal (V) tačke, koji je Q/4πεr. Pošto je r uvijek pozitivan, ako je naboj negativan, električni potencijal je također negativan. Jedinice električnog potencijala su džul po kulonu. Statičko električno polje je konzervativno polje. Stoga je električni potencijal statičkog električnog polja neovisan o putanji. Električni potencijal takvog polja zavisi samo od položaja.
Šta je električna potencijalna energija?
Električna potencijalna energija se definiše kao energija pohranjena zbog električnog potencijala pri preuzimanju punjenja od beskonačnosti do date tačke. Može se vidjeti da, budući da je električni potencijal jednak radu potrebnom da se dovede jedinični naboj, električna potencijalna energija je proizvod električnog potencijala i naboja koji se dovede. Budući da je potencijalna energija=Vq, ako su i V i q istog predznaka, što znači da su Q i q istog predznaka, potencijalna energija je pozitivna. Za podizanje optužbe potreban je vanjski rad. Ako su znakovi različiti, potencijalna energija postaje negativna. Ovo ukazuje da je posao obavljen iz samog sistema.
Koja je razlika između električnog potencijala i električne energije potencijala?
• Električni potencijal zavisi samo od naelektrisanja kojim se meri potencijal. Električna potencijalna energija zavisi od oba naboja.
• Električni potencijal se mjeri u voltima ili džulima po kulonu. Električna potencijalna energija se mjeri u džulima.
