Важнейшим понятием, используемым в электротехнике, радиотехнике и любых других областях, связанных с электричеством, является разность потенциалов между точками, или, как ее чаще называют, - напряжение. Казалось бы, простая концепция содержит немало аспектов и аргументов.
энергетический потенциал в электрическом поле
Сущность понятия потенциальной разницы
Во-первых, давайте опишем сам термин и его потенциальные различия. Разность потенциалов между двумя точками (А и В), расположенными на определенном расстоянии, представляет собой величину, прямо пропорциональную и обратно пропорциональную влиянию среды на перенос источника электромагнитного фона со знаком «+» из одной точки в другую величине самого источника электромагнитного поля.
Как найти разность потенциалов выражается следующей формулой:
- φ1 — — заряженная частица в исходном положении;
- φ2 — — заряженная частица в конечном положении;
- А1-2 – действие, предпринятое для перевода частицы из исходного положения в конечное;
- q — заряд среды.
Разность электрических потенциалов имеет свою единицу измерения – вольт. Итальянский физиолог, военный инженер и физик А. Вольт занимался этой проблемой и представил миру множество понятий: разность потенциалов и напряжение, дав единицу измерения по своей фамилии. По системе СИ характеристики 1 вольта прямо пропорциональны параметру 1 джоуля и обратно пропорциональны 1 кулону.
Поведение заряженных частиц
При ближайшем рассмотрении проводящий материал состоит из ядер материи, находящихся в непосредственной близости друг от друга и не способных двигаться самостоятельно. Эти ядра окружают маленькие частицы, называемые электронами, которые вращаются с высокой скоростью. Их скорость настолько высока, что они способны отделяться от своего ядра и прикрепляться к другим объектам, позволяя им беспрепятственно перемещаться сквозь материю. Молекула или частица называется электрически нейтральной, если число электронов в ней соответствует уровню протонов в ядре. Если вы уберете определенное количество свободно вращающихся отрицательно заряженных частиц, молекулы сделают все возможное, чтобы восстановить свое количество. Молекула образует вокруг себя положительно заряженную область со знаком «+», стремясь притянуть недостающее количество отрицательно заряженных частиц. Ускорение и сила тока, с которым они притягиваются, и соответствующая сила положительного фона будут зависеть от числа недостающих электронов. Поступая наоборот, добавляя к молекулам лишние электроны, мы получаем силу, пытающуюся вытолкнуть их лишний объём, и соответственно электрическое поле, но со знаком «-» — отрицательную среду. Эта ускоренная разность потенциалов заставляет все электроны двигаться в одном направлении.
Читайте также статью: крауд ссылки для продвижения сайта
Силовое поле заряженных частиц
Изучив это явление, французский физик Шарль Огюстен Кулон ввел физическую величину, определяющую способность объекта выступать источником электромагнитного фона и участвовать в электромагнитных взаимодействиях. Эта величина называется зарядом и измеряется в кулонах.
В результате получаются два источника электромагнитного фона, один из которых стремится высвободить лишние электроны, а второй притягивает достаточное количество электронов. Каждое такое обвинение имеет свою «силу». Выражение, количественно характеризующее его сущность, представлено следующим соотношением:
и пропорционален энергии источника поля, расположенного в данной точке этого заряда. Следовательно, этот показатель характеризует работу источника электромагнитного поля и является энергетической характеристикой местности. Если имеется определенное количество заряженных частиц, то согласно принципу суперпозиции полная энергия образовавшейся области равна сумме полей зарядов, образованных каждой заряженной частицей:
Видео: Потенциал и разность потенциалов электрического поля. 8 класс.
Поведение зарядов в электрическом поле
Неотъемлемой частью вычислений является работа по перемещению зарядов в электрической среде. Исходя из того, что на положительный точечный источник электромагнитного поля q действует сила, находящаяся в электрическом поле напряженностью Е:
Операция, выполняемая на отрезке L, равна:
Одна из характеристик электростатического поля говорит нам о том, что при перемещении между двумя точками для совершения работы можно игнорировать траекторию движения заряда и учитывать только начальную и конечную точки и размер источника электромагнитного поля. Поэтому косинусом можно пренебречь:
Поскольку А действует как мера энергии, и:
Поэтому найти работу очень легко:
По формуле определения энергетического потенциала:
Считая работу А разностью энергий, доказывается формула для разности потенциалов:
В предоставленном материале подробно раскрыты такие понятия, как разность потенциалов и электрический потенциал. Рассмотрим подробно поведение заряженных частиц в порядке их появления, электростатических полях и их взаимосвязях. Кроме того, рассмотрены многие законы, связанные с основами электродинамики.
Читайте также статью: Каменный уголь: его происхождение, свойства и использование в различных отраслях
Комментарии
Отправить комментарий