Rozdiel medzi elektrickým potenciálom a elektrickou potenciálnou energiou

Elektrický potenciál vs Elektrická potenciálna energia

Elektrický potenciál a elektrická potenciálna energia sú dva veľmi cenné pojmy v elektrických poliach a elektromagnetickej teórii. V tomto článku sa budeme najprv venovať základom elektrického potenciálu a energie elektrického potenciálu a potom rozdielu medzi nimi.

Čo je to elektrický potenciál?

Pri diskusii o elektrickom potenciáli je potrebné jasné pochopenie elektrického poľa na interpretáciu tohto pojmu. Všetky elektrické náboje, či už sa pohybujú alebo stacionárne, vytvárajú elektrické pole. Elektrické pole sa môže vyrábať aj pomocou magnetických polí s rôznym časom. Existuje niekoľko kľúčových faktorov elektrických polí, o ktorých je potrebné vedieť. Sú to intenzita elektrického poľa, potenciál elektrického poľa a hustota elektrického toku. Intenzita elektrického poľa je definovaná ako sila na jednotkový bodový náboj z elektrického poľa. Toto je dané vzorcom E = Q / 4πεr²; kde Q je náboj, ε je elektrická permitivita média a r je vzdialenosť bodu od bodu Q náboja. Sila na bodový náboj q umiestnený v tomto bode sa rovná F = Qq / 4πεr2. Pretože q je 1 coulomb, rovná sa to tiež intenzite elektrického poľa. Elektrický potenciál bodu je definovaný ako energia potrebná na dosiahnutie bodového náboja 1 coulombu z nekonečna do bodu, v ktorom sa meria potenciál. Táto energia sa rovná práci vykonanej na náboji, keď sa náboj dostáva z nekonečna do bodu. Ak sú obidve náboje kladné, sila, ktorá sa musí použiť, aby sa skúšobný náboj presunul z nekonečna do bodu, je vždy rovnaká a rovnobežná s odporovou silou medzi týmito dvoma nábojmi. Integráciou F z nekonečna na r, vzhľadom na dr, dostaneme elektrický potenciál (V) bodu, ktorý je Q / 4πεr. Pretože r je vždy kladné, ak je náboj záporný, elektrický potenciál je tiež záporný. Jednotkami elektrického potenciálu sú jouly na coulomb. Statické elektrické pole je konzervatívne pole. Preto je elektrický potenciál statického elektrického poľa nezávislý od cesty. Elektrický potenciál takéhoto poľa závisí iba od polohy.

Čo je to elektrická potenciálna energia?

Elektrická potenciálna energia je definovaná ako energia uložená v dôsledku elektrického potenciálu pri nabíjaní od nekonečna po daný bod. Je zrejmé, že keďže elektrický potenciál sa rovná práci potrebnej na dosiahnutie jednotkového náboja, energia elektrického potenciálu je produktom elektrického potenciálu a privádzaného náboja. Pretože potenciálna energia = V * q, ak obidva V a q majú rovnaké znamienko, čo znamená, že Q a q sú rovnaké znamienko, potenciálna energia je pozitívna. Na vykonanie poplatku je potrebná externá práca. Ak sú príznaky odlišné, potenciálna energia sa stane negatívnou. To naznačuje, že práca sa vykonáva zo samotného systému.