Potențial electric vs Energie potențială electrică
Potențialul electric și energia potențială electrică sunt două concepte foarte valoroase în câmpurile electrice și teoria electromagnetică. În acest articol, vom discuta mai întâi elementele de bază ale potențialului electric și ale energiei potențiale electrice și apoi despre diferența dintre cele două.
Ce este potențialul electric?
Când discutăm despre potențialul electric, este necesară o înțelegere clară a câmpului electric pentru a interpreta termenul. Toate sarcinile electrice, fie că sunt în mișcare sau staționare, produc un câmp electric. Un câmp electric poate fi, de asemenea, produs folosind câmpuri magnetice care variază în orice timp. Există mai mulți factori cheie ai câmpurilor electrice, care sunt pertinenti de cunoscut. Acestea sunt intensitatea câmpului electric, potențialul câmpului electric și densitatea fluxului electric. Intensitatea câmpului electric este definită ca forța pe o unitate de sarcină punctuală din câmpul electric. Aceasta este dată de formula E=Q/4πεr2; unde Q este sarcina, ε este permisivitatea electrică a mediului și r este distanța punctului de sarcina punctului Q. Forța asupra unei sarcini punctiforme q plasată în acel punct este egală cu F=Qq/4πεr2. Deoarece q este 1 coulomb, acesta este, de asemenea, egal cu intensitatea câmpului electric. Potențialul electric al unui punct este definit ca energia necesară pentru a aduce o sarcină punctiformă de 1 coulomb de la infinit până la punctul în care este măsurat potențialul. Această energie este egală cu munca efectuată asupra sarcinii atunci când aduceți sarcina de la infinit la punct. Dacă ambele sarcini sunt pozitive, forța care trebuie aplicată pentru a duce sarcina de testare de la infinit la punct este întotdeauna egală și antiparalelă cu forța de repulsie dintre cele două sarcini. Prin integrarea lui F, de la infinit la r, în raport cu dr, obținem potențialul electric (V) al punctului, care este Q/4πεr. Deoarece r este întotdeauna pozitiv, dacă sarcina este negativă, și potențialul electric este negativ. Unitățile de potențial electric sunt joule pe coulomb. Un câmp electric static este un câmp conservator. Prin urmare, potențialul electric al unui câmp electric static este independent de cale. Potențialul electric al unui astfel de câmp depinde numai de poziție.
Ce este energia potențială electrică?
Energia potențială electrică este definită ca energia stocată datorită potențialului electric atunci când se preia o sarcină de la infinit la punctul dat. Se poate observa că, întrucât potențialul electric este egal cu munca necesară pentru a aduce o sarcină unitară, energia potențială electrică este produsul dintre potențialul electric și sarcina care este adusă. Deoarece energia potențială=Vq, dacă ambele V și q sunt de același semn, ceea ce înseamnă că Q și q sunt de același semn, energia potențială este pozitivă. Este necesară o lucrare externă pentru a aduce taxa. Dacă semnele sunt diferite, energia potențială devine negativă. Acest lucru indică faptul că munca este efectuată din sistemul însuși.
Care este diferența dintre potențialul electric și energia potențială electrică?
• Potențialul electric depinde doar de sarcina pe care este măsurat potențialul. Energia potențială electrică depinde de ambele sarcini.
• Potențialul electric este măsurat în volți sau joule pe coulomb. Energia potențială electrică este măsurată în joule.
