Elektrisch potentieel versus elektrisch potentieel
Elektrisch potentieel en elektrische potentiële energie zijn twee zeer waardevolle concepten in elektrische velden en elektromagnetische theorie. In dit artikel bespreken we eerst de basisprincipes van elektrisch potentieel en elektrische potentiële energie en vervolgens het verschil tussen beide.
Wat is elektrisch potentieel?
Bij het bespreken van het elektrische potentieel is een duidelijk begrip van elektrisch veld vereist om de term te interpreteren. Alle elektrische ladingen, of ze nu bewegend of stationair zijn, produceren een elektrisch veld. Een elektrisch veld kan ook worden opgewekt met behulp van in de tijd variërende magnetische velden. Er zijn verschillende sleutelfactoren van elektrische velden, die relevant zijn om te weten. Dit zijn elektrische veldsterkte, elektrisch veldpotentiaal en elektrische fluxdichtheid. De elektrische veldintensiteit wordt gedefinieerd als de kracht op een puntlading van het elektrische veld. Dit wordt gegeven door de formule E = Q / 4πεr 2; waarbij Q de lading is, ε de elektrische diëlektrische constante van het medium, en r de afstand van het punt tot de punt Q-lading. De kracht op een puntlading q die op dat punt is geplaatst, is gelijk aan F = Qq / 4πεr2. Omdat q 1 coulomb is, is dit ook gelijk aan de elektrische veldsterkte. Het elektrische potentieel van een punt wordt gedefinieerd als de energie die nodig is om een puntlading van 1 coulomb van oneindig naar het punt te brengen waarop het potentieel wordt gemeten. Deze energie is gelijk aan het werk dat aan de lading wordt gedaan wanneer de lading van oneindig naar het punt wordt gebracht. Als beide ladingen positief zijn, is de kracht die moet worden uitgeoefend om de testlading van oneindig naar het punt te brengen altijd gelijk en antiparallel aan de afstotingskracht tussen de twee ladingen. Door F te integreren, van oneindig tot r, met betrekking tot dr, krijgen we de elektrische potentiaal (V) van het punt,dat is Q / 4πεr. Omdat r altijd positief is, is de elektrische potentiaal ook negatief als de lading negatief is. De eenheden van elektrisch potentieel zijn joule per coulomb. Een statisch elektrisch veld is een conservatief veld. Daarom is het elektrische potentieel van een statisch elektrisch veld padonafhankelijk. Het elektrische potentieel van een dergelijk veld hangt alleen af van de positie.
Wat is elektrische potentiële energie?
Elektrische potentiële energie wordt gedefinieerd als de energie die wordt opgeslagen als gevolg van elektrisch potentieel bij het opladen van oneindig naar het gegeven punt. Het is duidelijk dat, aangezien het elektrische potentieel gelijk is aan het werk dat nodig is om een eenheidslading te brengen, de elektrische potentiële energie het product is van het elektrische potentieel en de lading die wordt gebracht. Omdat potentiële energie = V * q, als zowel V als q hetzelfde teken hebben, wat betekent dat de Q en q hetzelfde teken hebben, is de potentiële energie positief. Een extern werk is vereist om de lading te brengen. Als de tekens anders zijn, wordt de potentiële energie negatief. Dit geeft aan dat het werk wordt gedaan vanuit het systeem zelf.
Wat is het verschil tussen elektrische potentiële en elektrische potentiële energie?
• Elektrisch potentieel is alleen afhankelijk van de lading die het potentieel wordt gemeten. Elektrische potentiële energie is afhankelijk van beide ladingen.
• Elektrisch potentieel wordt gemeten in volt of joule per coulomb. Elektrische potentiële energie wordt gemeten in joule.
