Razlika med električnim potencialom in električno potencialno energijo

Električni potencial v primerjavi z električno potencialno energijo

Električni potencial in električna potencialna energija sta dva zelo dragocena koncepta električnih polj in elektromagnetne teorije. V tem članku bomo najprej obravnavali osnove električnega potenciala in električne potencialne energije, nato pa še razliko med obema.

Kaj je električni potencial?

Pri razpravi o električnem potencialu je za razlago pojma potrebno jasno razumevanje električnega polja. Vsi električni naboji, ne glede na to, ali se gibljejo ali mirujejo, proizvajajo električno polje. Električno polje se lahko proizvede tudi z uporabo magnetnih polj, ki spreminjajo čas. Obstaja več ključnih dejavnikov električnih polj, ki jih je treba vedeti. To so intenzivnost električnega polja, potencial električnega polja in gostota električnega toka. Intenzivnost električnega polja je definirana kot sila na naboj na enoto točke iz električnega polja. To je dano s formulo E = Q / 4πεr²; kjer je Q naboj, ε električna dovoljena moč medija in r oddaljenost točke od točke Q naboja. Sila na točkovni naboj q, postavljena na to točko, je enaka F = Qq / 4πεr2. Ker je q 1 coulomb, je to enako tudi jakosti električnega polja. Električni potencial točke je opredeljen kot energija, ki je potrebna za dovajanje točkovnega naboja 1 kulon iz neskončnosti v točko, na katero se meri potencial. Ta energija je enaka delu, ki ga napolnimo pri napolnjenju naboja iz neskončnosti do točke. Če sta oba naboja pozitivna, je sila, ki jo je treba uporabiti, da se preskusni naboj od neskončnosti do točke potegne, vedno enaka in protiparalna s silo odbijanja med obema nabojema. Z integracijo F, od neskončnosti do r, glede na dr, dobimo električni potencial (V) točke, ki je Q / 4πεr. Ker je r vedno pozitiven, če je naboj negativen, je tudi električni potencial negativen. Enote električnega potenciala so joule na coulomb. Statično električno polje je konzervativno polje. Zato je električni potencial statičnega električnega polja neodvisen od poti. Električni potencial takega polja je odvisen samo od položaja.

Kaj je električna potencialna energija?

Električna potencialna energija je opredeljena kot energija, shranjena zaradi električnega potenciala, ko napolnimo polnjenje od neskončnosti do dane točke. Vidimo, da je električni potencial, ki je enak delu, potrebnemu za napolnitev enote, produkt električnega potenciala in naboja, ki je vložen. Ker sta potencialna energija = V * q, če sta oba V in q istega znaka, kar pomeni, da sta Q in q istega znaka, je potencialna energija pozitivna. Za pripravo naboja je potrebno zunanje delo. Če so znaki različni, potencialna energija postane negativna. To pomeni, da je delo opravljeno iz samega sistema.