Câmpuri potențiale. Se poate dovedi că munca oricărui câmp electrostatic la mutarea unui corp încărcat dintr-un punct în altul nu depinde de forma traiectoriei, la fel ca munca unui câmp uniform. Pe o traiectorie închisă, munca câmpului electrostatic este întotdeauna zero. Câmpurile cu această proprietate se numesc câmpuri potențiale. În special, câmpul electrostatic al unei sarcini punctiforme are un caracter potențial.
Lucrarea unui câmp potențial poate fi exprimată în termeni de modificare a energiei potențiale. Formula este valabilă pentru un câmp electrostatic arbitrar. Dar numai în cazul unui câmp omogen, energia este exprimată prin formula (8.19)
Potenţial. Energia potențială a unei sarcini într-un câmp electrostatic este proporțională cu sarcina. Acest lucru este valabil atât pentru un câmp omogen (vezi formula 8.19), cât și pentru orice altul. Prin urmare, raportul dintre energia potențială și sarcină nu depinde de sarcina plasată în câmp.
Acest lucru ne permite să introducem o nouă caracteristică cantitativă a domeniului - potențialul. Potențialul unui câmp electrostatic este raportul dintre energia potențială a unei sarcini din câmp și această sarcină.
Conform acestei definiții, potențialul este:
Intensitatea câmpului este un vector și reprezintă forța caracteristică câmpului; determină forța care acționează asupra sarcinii într-un punct dat din câmp. Potentialul este scalar, este energia caracteristica campului; el defineste energie potențialăîncărcați într-un anumit punct al câmpului.
Dacă luăm o placă încărcată negativ (Fig. 124) ca nivel zero al energiei potențiale și, prin urmare, potențialul, atunci conform formulelor (8.19 și 8.20), potențialul unui câmp uniform este egal cu:
Diferenta potentiala. La fel ca energia potențială, valoarea potențialului într-un punct dat depinde de alegerea nivelului zero pentru referința potențialului. De importanță practică nu este potențialul în sine la punct, ci schimbarea potențialului, care nu depinde de alegerea nivelului zero al referinței potențiale.
Deoarece energia potențială, lucrul este egal cu:
În viitor, în loc să schimbăm potențialul, care este diferența dintre valorile potențialului la punctele de sfârșit și de început ale traiectoriei, vom folosi o altă valoare - diferența de potențial. Diferența de potențial este înțeleasă ca diferența dintre valorile potențialului inițial și punctele finale traiectorii:
Adesea, diferența de potențial se mai numește și tensiune.
Este mai convenabil să se ocupe de o diferență de potențial, sau de tensiune, decât cu o modificare a potențialului, mai ales când se studiază curentul electric.
Conform formulelor (8.22) și (8.23), diferența de potențial
Astfel, diferența de potențial (tensiunea) dintre două puncte este egală cu raportul de lucru al câmpului pentru a muta sarcina de la punctul de plecare la punctul final la această sarcină.
Cunoscând tensiunea din rețeaua de iluminat, cunoaștem astfel munca pe care o poate face câmpul electric atunci când mută o sarcină unitară de la un contact de priză la altul în orice circuit electric. Ne vom ocupa de conceptul de diferență de potențial de-a lungul cursului fizicii.
Unitatea diferenței de potențial. Unitatea diferenței de potențial se stabilește folosind formula (8.24). V sistem international unitățile de lucru sunt exprimate în jouli, iar sarcina - în coulombs. Prin urmare, diferența de potențial dintre două puncte este egală cu unu dacă, la mutarea unei sarcini de 1 C dintr-un punct în altul, câmpul electric face lucru de 1 J. Această unitate se numește volt.
1. Ce domenii se numesc potential? 2. Cum este legată de muncă schimbarea energiei potențiale? 3. Care este energia potențială a unei particule încărcate într-un câmp electric uniform? 4. Definiți potențialul. Care este diferența de potențial dintre două puncte din câmp?
DIFERENTĂ DE POTENȚIAL DIFERENTĂ DE POTENȚIAL electric (pentru potențial câmp electric la fel ca tensiunea electrică) între două puncte din spațiu (circuit); este egală cu munca câmpului electric în deplasarea unei unități de sarcină pozitivă dintr-un punct al câmpului în altul. În SI se măsoară în volți. Diferența de potențial a câmpului electric al Pământului între două niveluri distanțate unul de celălalt de dimensiunea înălțimii unei persoane este > 200 V. Cu toate acestea, o persoană nu simte această diferență de potențial și nu este lovită de curent, deoarece este un bun conductor. și, ca orice conductor, distorsionează câmpul electric în așa fel încât toate punctele de pe suprafața sa sunt la același potențial.
Enciclopedia modernă. 2000 .
Vezi ce este „DIFERENTA DE POTENȚIAL” în alte dicționare:
Diferenta potentiala- electrică (pentru un câmp electric potențial la fel ca și tensiunea electrică) între două puncte din spațiu (circuit); este egală cu munca câmpului electric în deplasarea unei unități de sarcină pozitivă dintr-un punct al câmpului în altul. V… … Dicţionar Enciclopedic Ilustrat
diferenta potentiala- Tensiune electrică într-un câmp electric irrotațional, caracterizată prin independență față de alegerea căii de integrare. [GOST R 52002 2003] Subiecte de inginerie electrică, concepte de bază Sinonime diferență de potențial electric ... Manualul Traducătorului Tehnic
DIFERENTA DE POTENȚIAL, (tensiune electrică), diferența de TENSIUNE (POTENȚIAL ELECTRIC) dintre două puncte dintr-un circuit sau dintr-un câmp electric. De obicei exprimat în VOLȚI. Egal cu munca de mutare a unei unități incarcare electrica din…… Dicționar enciclopedic științific și tehnic
Tensiunea electrică (tensiunea electrică) dintre două puncte este egală cu munca câmpului electric în deplasarea unei unități de sarcină pozitivă dintr-un punct al câmpului în altul... Dicţionar enciclopedic mare
Între două puncte ale unui electric staționar sau gravitațională. Câmpul este măsurat prin munca efectuată de forțele câmpului la deplasarea unei singure poziții. sarcină sau, respectiv, o unitate de masă dintr-un punct cu un potențial mare până la un punct cu unul mai mic ... ... Enciclopedia fizică
diferenta potentiala- elektrinių potencialų skirtumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas(ai) Grafinis formatas atitikmenys: engl. diferența de potențial electric; diferența de potențial vok. electricitate… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas
diferenta potentiala- potentialų skirtumas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. diferenta potentiala; diferenta de tensiune vok. Diferența de potențial, f; Potentialunterschied, m rus. diferența de potențial, f; diferență de potențial, fpranc. différence des… … Automatikos terminų žodynas
Între două puncte ale câmpului electric (tensiunea electrică), este egală cu munca câmpului electric în deplasarea unei singure sarcini pozitive dintr-un punct al câmpului în altul. * * * DIFERENTA DE POTENȚIAL DIFERENTA DE POTENȚIAL electric… … Dicţionar enciclopedic
diferenta potentiala- potencialų skirtumas statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, lygus elektrinio lauko darbui, kurio reikia perkelti vienetinį teigiamą elektros krūvį iš vieno lauko taško į kitą. atitikmenys: engl. diferenta potentiala. diferenta potentiala... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas
diferenta potentiala- potencialų skirtumas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. diferența de potențial vok. Diferența de potențial, f; Potentialunterschied, m rus. diferență de potențial, fpranc. différence de potentiel, f … Fizikos terminų žodynas
Cărți
- Un șaman dintr-un oraș mare, Philip Bogachev, „Odată, acum câteva zeci de luni, după ce a terminat munca la această carte, o femeie a venit să mă vadă. M-a ales ca consultant pentru că i-am fost prezentată ca... Categorie: Creștere personală Editor:
Lucrul forțelor câmpului electrostatic pentru a muta sarcina q 0 din punctul 1 în punctul 2 al câmpului
Exprimăm energia potențială în termeni de potențialele câmpului în punctele corespunzătoare:
Astfel, munca este determinată de produsul sarcinii și diferența de potențial dintre punctele inițiale și finale.
Din această formulă, diferența de potențial
Diferența de potențial este o mărime fizică scalară, egală numeric cu raportul dintre munca forțelor câmpului pentru a muta sarcina între punctele date ale câmpului către această sarcină.
Unitatea SI pentru diferenta de potential este voltul (V).
1 V este diferența de potențial dintre două astfel de puncte ale câmpului electrostatic, la deplasarea între care o sarcină de 1 C este efectuată de forțele câmpului, se efectuează un lucru de 1 J.
Diferența de potențial, spre deosebire de potențial, nu depinde de alegerea punctului zero. Diferența de potențial este adesea numită tensiune electricaîntre punctele date de câmp:
Voltajîntre două puncte ale câmpului este determinată de munca forțelor acestui câmp pentru a muta o sarcină de 1 C dintr-un punct în altul. Într-un câmp electrostatic, tensiunea de-a lungul unei bucle închise este întotdeauna zero.
Lucrarea forțelor câmpului electric este uneori exprimată nu în jouli, ci în electroni volți. 1 eV este egal cu munca efectuată de forțele câmpului atunci când se deplasează un electron (e \u003d 1,6 10 -19 C) între două puncte, tensiunea între care este de 1 V.
1 eV = 1,6 10 -19 C 1 V = 1,6 10 -19 J.
1 MeV = 10 6 eV = 1,6 10 -13 J.
Câmpul electric poate fi reprezentat grafic nu numai cu ajutorul liniilor de tensiune, ci și cu ajutorul suprafețelor echipotențiale.
echipotenţială Se numește o suprafață imaginară, în fiecare punct al cărui potențial este același. Diferența de potențial dintre oricare două puncte ale suprafeței echipotențiale este egală cu zero.
Prin urmare, munca pentru deplasarea sarcinii de-a lungul suprafeței echipotențiale este 0. Dar munca este calculată prin formula
Prin urmare, liniile de tensiune sunt perpendiculare pe suprafețele echipotențiale. Prima suprafață echipotențială a unui conductor metalic este suprafața celui mai încărcat conductor, care este ușor de verificat cu un electrometru. Suprafețele echipotențiale rămase sunt desenate astfel încât diferența de potențial dintre două suprafețe adiacente să fie constantă.
Imaginile suprafețelor echipotențiale ale unor corpuri încărcate sunt prezentate în fig. unu.
Suprafețele echipotențiale ale unui câmp electrostatic omogen sunt plane perpendiculare pe liniile de tensiune (Fig. 1, a).
Suprafețele echipotențiale ale câmpului unei sarcini punctuale sunt sfere, în centrul cărora se află sarcina q (Fig. 1, b).