Ηλεκτρική δυναμική φυσικής

Ηλεκτρικό δυναμικό, το ποσό της εργασίας που απαιτείται για τη μετακίνηση μιας μονάδας φόρτισης από ένα σημείο αναφοράς σε ένα συγκεκριμένο σημείο έναντι ενός ηλεκτρικού πεδίου. Συνήθως, το σημείο αναφοράς είναι η Γη, αν και μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοδήποτε σημείο πέρα ​​από την επίδραση του φορτίου ηλεκτρικού πεδίου.

ηλεκτρομαγνητισμός: Ηλεκτρικά πεδία και δυνάμεις

Το ηλεκτρικό δυναμικό είναι ένα άλλο χρήσιμο πεδίο. Παρέχει μια εναλλακτική λύση στο ηλεκτρικό πεδίο σε ηλεκτροστατικά προβλήματα. Το δυναμικό

Το διάγραμμα δείχνει τις δυνάμεις που δρουν σε ένα θετικό φορτίο q που βρίσκεται μεταξύ δύο πλακών, Α και Β, ενός ηλεκτρικού πεδίου Ε. Η ηλεκτρική δύναμη F που ασκείται από το πεδίο στο θετικό φορτίο είναι F = qE. Για να μετακινήσετε το φορτίο από την πλάκα Α στην πλάκα Β, τότε πρέπει να ασκηθεί ίση και αντίθετη δύναμη (F ′ = −qE). Η εργασία W που πραγματοποιήθηκε για τη μετακίνηση του θετικού φορτίου σε απόσταση d είναι W = F′d = −qEd.

Η πιθανή ενέργεια για ένα θετικό φορτίο αυξάνεται όταν κινείται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο και μειώνεται όταν κινείται με το ηλεκτρικό πεδίο. το αντίθετο ισχύει για μια αρνητική χρέωση. Εκτός εάν το φορτίο μονάδας διασχίσει ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο, το δυναμικό του σε οποιοδήποτε δεδομένο σημείο δεν εξαρτάται από τη διαδρομή που ακολουθεί.

Αν και η έννοια του ηλεκτρικού δυναμικού είναι χρήσιμη για την κατανόηση των ηλεκτρικών φαινομένων, μόνο οι διαφορές στην πιθανή ενέργεια είναι μετρήσιμες. Εάν ένα ηλεκτρικό πεδίο ορίζεται ως η δύναμη ανά μονάδα φόρτισης, τότε κατ 'αναλογία ένα ηλεκτρικό δυναμικό μπορεί να θεωρηθεί ως η δυναμική ενέργεια ανά μονάδα φόρτισης. Επομένως, η εργασία που πραγματοποιείται για τη μετακίνηση ενός φορτίου μονάδας από το ένα σημείο στο άλλο (π.χ., σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα) είναι ίση με τη διαφορά στις πιθανές ενέργειες σε κάθε σημείο. Στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI), το ηλεκτρικό δυναμικό εκφράζεται σε μονάδες joules ανά coulomb (δηλαδή, βολτ) και οι διαφορές στην πιθανή ενέργεια μετρώνται με ένα βολτόμετρο.