Elektrisk potensial vs elektrisk potensiell energi
Elektrisk potensial og elektrisk potensiell energi er to svært verdifulle begreper innen elektriske felt og elektromagnetisk teori. I denne artikkelen vil vi først diskutere det grunnleggende om elektrisk potensial og elektrisk potensiell energi og deretter forskjellen mellom de to.
Hva er elektrisk potensial?
Når vi diskuterer det elektriske potensialet, kreves det en klar forståelse av elektrisk felt for å tolke begrepet. Alle elektriske ladninger, enten de er i bevegelse eller stasjonære, produserer et elektrisk felt. Et elektrisk felt kan også produseres ved å bruke til enhver tid varierende magnetiske felt. Det er flere nøkkelfaktorer ved elektriske felt, som er relevante å vite. Disse er elektrisk feltintensitet, elektrisk feltpotensial og elektrisk flukstetthet. Den elektriske feltintensiteten er definert som kraften på en enhetspunktladning fra det elektriske feltet. Dette er gitt av formelen E=Q/4πεr2; der Q er ladningen, ε er den elektriske permittiviteten til mediet, og r er avstanden til punktet fra punktet Q ladningen. Kraften på en punktladning q plassert i det punktet er lik F=Qq/4πεr2. Siden q er 1 coulomb, er dette også lik den elektriske feltintensiteten. Det elektriske potensialet til et punkt er definert som energien som kreves for å bringe en punktladning på 1 coulomb fra uendelig til punktet potensialet måles. Denne energien er lik arbeidet som gjøres på ladningen når ladningen bringes fra uendelig til punktet. Hvis begge ladningene er positive, er kraften som må påføres for å ta testladningen fra uendelig til punktet alltid lik og antiparallell med frastøtningskraften mellom de to ladningene. Ved å integrere F, fra uendelig til r, med hensyn til dr, får vi det elektriske potensialet (V) til punktet, som er Q/4πεr. Siden r alltid er positiv, hvis ladningen er negativ, er det elektriske potensialet også negativt. Enhetene for elektrisk potensial er joule per coulomb. Et statisk elektrisk felt er et konservativt felt. Derfor er det elektriske potensialet til et statisk elektrisk felt baneuavhengig. Det elektriske potensialet til et slikt felt avhenger bare av posisjonen.
Hva er elektrisk potensiell energi?
Elektrisk potensiell energi er definert som energien som er lagret på grunn av elektrisk potensial når du tar en ladning fra uendelig til det gitte punktet. Det kan sees at siden det elektriske potensialet er lik arbeidet som kreves for å bringe en enhetsladning, er den elektriske potensielle energien produktet av det elektriske potensialet og ladningen som bringes. Siden potensiell energi=Vq, hvis både V og q har samme fortegn, som betyr at Q og q har samme fortegn, er den potensielle energien positiv. Det kreves et eksternt arbeid for å bringe siktelsen. Hvis tegn er forskjellige, blir den potensielle energien negativ. Dette indikerer at arbeidet gjøres fra selve systemet.
Hva er forskjellen mellom elektrisk potensial og elektrisk potensiell energi?
• Elektrisk potensial er kun avhengig av ladningen potensialet måles. Elektrisk potensiell energi avhenger av begge ladningene.
• Elektrisk potensial måles i volt eller joule per coulomb. Elektrisk potensiell energi måles i joule.
