Elektrinio lauko darbas. Potencialas. Įtampa

Šioje temoje nagrinėjamos elektrostatikos sąvokos: elektrinio lauko darbas, potencialas ir įtampa. Sužinoma, kaip apskaičiuojamas darbas perkeliant krūvį elektriniame lauke, ir kaip potencialų skirtumas (įtampa) susijęs su elektrinio lauko stipriu. Taip pat mokomasi potencialų skirtumo ir elektrinio lauko stiprio matavimo vienetų.

Elektros lauko darbas
Kai taškinis teigiamas krūvis juda vienalyčiame elektriniame lauke, lauko jėgos atlieka darbą. Šis darbas lygus jėgos ir poslinkio sandaugai: \(A = F \Delta s\). Kadangi \(F = qE\), tai \(A = qE(d_2 - d_1)\). Darbas taip pat lygus potencinės energijos pokyčiui, paimtam su priešingu ženklu: \(A = -(W_2 - W_1)\).
Elektrostatikos pagrindai
Elektrostatika nagrinėja nejudančių elektros krūvių sąveiką. Pagrindinės sąvokos: elektrinis laukas, jėga, darbas, potencialas, potencialų skirtumas (įtampa). Elektrinis laukas apibūdinamas stipriu (\(E\)) ir potencialu (\(\varphi\)).
Lauko potencialas
Elektrinio lauko potencialas (\(\varphi\)) apibrėžiamas kaip lauke esančio krūvio potencinės energijos ir to krūvio santykis: \(\varphi = W / q\). Iš čia išplaukia, kad \(\varphi = Ed\). Potencialas yra skaliarinis dydis, apibūdinantis lauko energetines savybes.
Potencialų skirtumas
Potencialų skirtumas tarp dviejų lauko taškų (įtampa) yra lygus lauko darbo, atliekamo perkeliant teigiamąjį krūvį iš pirmojo taško į antrąjį, ir to krūvio santykiui: \(U = \varphi_1 - \varphi_2 = A / q\). Įtampos matavimo vienetas – voltas (\(V\)).
Potencinė energija lauke
Krūvio potencinė energija vienalyčiame elektriniame lauke apskaičiuojama pagal formulę: \(W = qEd\), kur \(d\) – atstumas nuo plokštės, kurios potencialas laikomas nuliniu. Potencinės energijos vertė priklauso nuo atskaitos taško (nulinio lygio) pasirinkimo.
Stiprio ir potencialo ryšys
Vienalyčiame elektriniame lauke elektrinio lauko stipris (\(E\)) yra susijęs su potencialų skirtumu (\(U\)) tarp dviejų taškų, nutolusių atstumu \(d\), šia formule: \(E = -U / d\). Minuso ženklas rodo, kad elektrinio lauko stipris yra nukreiptas potencialo mažėjimo kryptimi.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com