Электрический потенциал против электрической потенциальной энергии
Электрический потенциал и электрическая потенциальная энергия - два очень ценных понятия в электрических полях и теории электромагнитного поля. В этой статье мы сначала обсудим основы электрического потенциала и электрической потенциальной энергии, а затем разницу между ними.
Что такое электрический потенциал?
При обсуждении электрического потенциала требуется четкое понимание электрического поля для интерпретации этого термина. Все электрические заряды, движущиеся или неподвижные, создают электрическое поле. Электрическое поле также можно создать с помощью любого изменяющегося во времени магнитного поля. Есть несколько ключевых факторов электрических полей, о которых следует знать. Это напряженность электрического поля, потенциал электрического поля и плотность электрического потока. Напряженность электрического поля определяется как сила электрического поля, действующая на единичный точечный заряд. Это дается формулой E = Q / 4πεr 2; где Q - заряд, ε - электрическая проницаемость среды, а r - расстояние от точки до заряда Q. Сила, действующая на точечный заряд q, помещенный в эту точку, равна F = Qq / 4πεr2. Поскольку q равно 1 кулону, это также равно напряженности электрического поля. Электрический потенциал точки определяется как энергия, необходимая для переноса точечного заряда в 1 кулон из бесконечности в точку, в которой измеряется потенциал. Эта энергия равна работе, совершаемой над зарядом при переносе заряда из бесконечности в точку. Если оба заряда положительны, сила, которая должна быть приложена для переноса испытательного заряда из бесконечности в точку, всегда равна и антипараллельна силе отталкивания между двумя зарядами. Интегрируя F от бесконечности до r относительно dr, мы получаем электрический потенциал (V) точки,что составляет Q / 4πεr. Поскольку r всегда положительно, если заряд отрицательный, электрический потенциал также отрицательный. Единицы электрического потенциала - джоуль на кулон. Статическое электрическое поле - это консервативное поле. Следовательно, электрический потенциал статического электрического поля не зависит от пути. Электрический потенциал такого поля зависит только от положения.
Что такое электрическая потенциальная энергия?
Электрическая потенциальная энергия определяется как энергия, накопленная за счет электрического потенциала при переносе заряда из бесконечности в заданную точку. Можно видеть, что, поскольку электрический потенциал равен работе, необходимой для создания единичного заряда, электрическая потенциальная энергия является произведением электрического потенциала и переносимого заряда. Поскольку потенциальная энергия = V * q, если и V, и q одного знака, что означает, что Q и q одного знака, потенциальная энергия положительна. Для предъявления обвинения требуется внешняя работа. Если знаки разные, потенциальная энергия становится отрицательной. Это означает, что работа выполняется самой системой.
В чем разница между электрическим потенциалом и электрической потенциальной энергией?
• Электрический потенциал зависит только от заряда, который измеряется. Электрическая потенциальная энергия зависит от обоих зарядов.
• Электрический потенциал измеряется в вольтах или джоулях на кулон. Электрическая потенциальная энергия измеряется в джоулях.
