Elektrinis potencialas

Elektrinis potencialas - tai elektrinė potencinė energija (EPE), tenkanti krūvio vienetui. (Energijos vienetas yra džaulis, o krūvio vienetas - kulonas.) Elektrinis potencialas parodo, kokia bus įkrauto objekto elektrinė potencinė energija kiekvienam jo krūvio kulonui, arba kiek džaulų energijos tenka vienam kulonui. Elektrinio potencialo matavimo vienetas - džauliai vienam kulonui - Alessandro Voltos atminimui pavadintas voltu. Vienas voltas lygus vienam džauliui kulone.

Gera analogija - vanduo malūno tvenkinyje. Tvenkinyje vanduo turi gravitacinę potencinę energiją, nes yra aukštai virš jūros lygio. Kai vanduo eina per kritulį, jis praranda energiją. Gali būti, kad tvenkinyje ant kalvos yra 100 litrų vandens, o tvenkinyje yra 1000 džaulių energijos, taigi vienam litrui tenka 10 džaulių energijos. Kitame tvenkinyje gali būti 100 litrų vandens, tačiau jame gali būti tik 500 džaulių energijos, nes tvenkinys yra žemesniame slėnyje. Šiame tvenkinyje viename litre yra 5 džaulai. Panašiai galime turėti 100 kulonų krūvio su 1000 džaulių elektrinės potencinės energijos, kuri kažkur saugoma, galbūt elektros grandinėje. Vienam kulonui tektų 10 džaulių elektrinės potencinės energijos. Kitoje vietoje, galbūt toje pačioje elektros grandinėje, gali būti 5 džaulių elektrinis potencialas vienam kulonui.

Kaip masė krenta iš vietos, kur jos potencinė energija yra didesnė, t. y. iš lėktuvo ar kitos vietos visatoje, į vietą, kur jos potencinė energija yra mažesnė, t. y. į žemę ar kitą vietą visatoje, taip ir krūviai krinta. Įkroviniai visada nukeliauja ten, kur jų elektrinis potencialas arba potencialas yra mažesnis. Šis ėjimas dar vadinamas kritimu. Krovinių grupė arba įkrautas objektas kris iš vietos, kur elektrinis potencialas yra 10 džaulių vienam kulonui, į vietą, kur elektrinis potencialas yra 5 džaulių vienam kulonui, arba iš vietos, kur elektrinis potencialas yra 10 voltų, į vietą, kur elektrinis potencialas yra 5 voltai. Jei ant objekto yra 20 kulonų krūvio, tai jis nukris nuo 200 džaulių elektrinės potencinės energijos (EPE) (20 c x (10 j/c) = 200 džaulių) vietoje, kur elektrinis potencialas yra 10 voltų, iki 100 džaulių elektrinės potencinės energijos (20 c x (5 j/c) = 100 džaulių) vietoje, kur elektrinis potencialas yra 5 voltai.

Nors ši sąvoka galioja ir gravitacijai, mes jos nenaudojame. Beveik visada naudingiau galvoti apie bendrą objekto gravitacinę potencinę energiją (GPE) ir ją naudoti, o ne GPE vienam kilogramui. Elektros srityje labai dažnai naudingiau naudoti elektrinę potencinę energiją, EPE vienam krūviui, o ne bendrąją elektrinę potencinę energiją.

Elektrinis potencialas nėra tas pats, kas elektrinė potencinė energija. Tai elektros potencinė energija, tenkanti krūvio vienetui. Elektrinis potencialas nėra tas pats, kas elektrinis potencialų skirtumas. Elektrinis potencialų skirtumas taip pat vadinamas įtampa (žr. įtampos puslapį).

Atkreipkite dėmesį, kad voltas ir įtampa yra du skirtingi dalykai. Voltas yra vienetas, kuriuo ką nors matuojame. Tiek elektrinis potencialas, tiek įtampa yra dalykai, kuriuos matuojame, o voltas yra jų abiejų matavimo vienetas. Taip, šiek tiek painu, bet taip jau yra. Volto vieneto simbolis rašomas su V (9 voltų arba 9 V). Kai įtampa vartojama formulėje, įtampos simbolis yra mažoji raidė v. ( pvz., įtampa = srovė x varža arba v = ir) Taip atskiriamas skirtumas tarp voltų (V) ir įtampos (v), kai reikia vadovautis tik vienos raidės simboliu. Elektros inžinieriai, norėdami aiškiau atskirti skirtumą, įtampai žymėti naudoja simbolį "e" (pvz., e=ir).

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra elektrinis potencialas?

K: Kokie yra elektrinės potencinės energijos ir krūvio vienetai?

K: Kaip elektrinis potencialas pasako apie įkrautą objektą?

K: Kaip vadinamas elektrinio potencialo vienetas?

K: Kiek vienas voltas yra lygus vienam voltui?

K: Kas buvo Alessandro Volta?

Paieška pagal raidę