الجهد الكهربائي مقابل الطاقة المحتملة
الجهد الكهربائي وطاقة الوضع الكهربائي مفهومان قيمان للغاية في المجالات الكهربائية والنظرية الكهرومغناطيسية. في هذه المقالة سوف نناقش أساسيات الجهد الكهربائي وطاقة الجهد الكهربي أولاً ثم الفرق بين الاثنين.
ما هي الجهد الكهربائي؟
عند مناقشة الجهد الكهربائي ، يلزم فهم واضح للمجال الكهربائي لتفسير المصطلح. تنتج جميع الشحنات الكهربائية ، سواء كانت متحركة أو ثابتة ، مجالًا كهربائيًا. يمكن أيضًا إنتاج مجال كهربائي باستخدام المجالات المغناطيسية المتغيرة في أي وقت.هناك العديد من العوامل الرئيسية للمجالات الكهربائية ، والتي يجب أن تعرفها. هذه هي شدة المجال الكهربائي ، جهد المجال الكهربائي وكثافة التدفق الكهربائي. تُعرَّف شدة المجال الكهربائي بأنها القوة المؤثرة على شحنة وحدة نقطة من المجال الكهربائي. يتم إعطاء هذا بواسطة الصيغة E=Q / 4πεr2؛ حيث Q هي الشحنة ، ε هي السماحية الكهربائية للوسط ، و r هي مسافة النقطة من النقطة Q شحنة. القوة المؤثرة على شحنة النقطة q الموضوعة عند تلك النقطة تساوي F=Qq / 4πεr2. بما أن q تساوي 1 كولوم ، فهذا أيضًا يساوي شدة المجال الكهربائي. يُعرَّف الجهد الكهربائي لنقطة ما بأنه الطاقة المطلوبة لجلب شحنة نقطية مقدارها 1 كولوم من اللانهاية إلى النقطة التي يُقاس فيها الجهد. هذه الطاقة تساوي الشغل المبذول على الشحنة عند نقل الشحنة من اللانهاية إلى النقطة. إذا كانت كلتا الشحنتين موجبتين ، فإن القوة التي يجب تطبيقها لأخذ شحنة الاختبار من اللانهاية إلى النقطة تكون دائمًا مساوية ومضادة للتوازي مع قوة التنافر بين الشحنتين.بدمج F ، من اللانهاية إلى r ، فيما يتعلق بالدكتور ، نحصل على الجهد الكهربائي (V) للنقطة ، وهو Q / 4πεr. نظرًا لأن r موجب دائمًا ، إذا كانت الشحنة سالبة ، يكون الجهد الكهربي سالبًا أيضًا. وحدات الجهد الكهربائي هي جول لكل كولوم. المجال الكهربائي الساكن هو مجال محافظ. لذلك ، فإن الجهد الكهربائي للحقل الكهربائي الساكن مستقل عن المسار. يعتمد الجهد الكهربائي لمثل هذا المجال فقط على الموضع.
ما هي الطاقة الكامنة الكهربائية؟
يتم تعريف الطاقة الكامنة الكهربائية على أنها الطاقة المخزنة بسبب الإمكانات الكهربائية عند أخذ شحنة من اللانهاية إلى نقطة معينة. يمكن ملاحظة أنه نظرًا لأن الجهد الكهربي يساوي الشغل المطلوب لجلب شحنة الوحدة ، فإن طاقة الوضع الكهربائي هي نتاج الجهد الكهربائي والشحنة التي يتم جلبها. نظرًا لأن الطاقة الكامنة=Vq ، إذا كان كل من V و q من نفس العلامة ، مما يعني أن Q و q لهما نفس العلامة ، فإن الطاقة الكامنة تكون موجبة.مطلوب عمل خارجي لتحقيق التهمة. إذا اختلفت العلامات ، تصبح الطاقة الكامنة سالبة. يشير هذا إلى أن العمل يتم من النظام نفسه.
ما الفرق بين الجهد الكهربي وطاقة الجهد الكهربي؟
• يعتمد الجهد الكهربائي فقط على الشحنة التي يتم قياسها. تعتمد طاقة الوضع الكهربائي على كلتا الشحنتين.
• يتم قياس الجهد الكهربائي بالفولت أو الجول لكل كولوم. تقاس طاقة الوضع الكهربائي بالجول.
