Elektriskā lauka potenciāls, stiprās un potenciālās attiecības

Izglītība:

Ļaujiet mums izpētīt saikni starp spriedzi un potenciāluelektriskais lauks. Pieņemsim, ka mums ir pozitīvi uzlādēts ķermenis. Šo ķermeni ieskauj elektriskie lauki. Ātri uz priekšu šajā jomā ir pozitīvs lādiņš nodošanai, kas tiks veikts darbs. Šāda darba apjoms ir tieši proporcionāls lielums maksas un atkarībā no tā vietu jomā pārvietošanu. Ja mēs ņemtu attiecību perfektu darba A uz vērtību nodoto maksas q, tad vērtība šīs attiecības A / q nebūs atkarīga no apjoma maksu, kas tiek nodota, bet būs atkarīga no izvēlētā kustības vietās, kur forma ceļu nav nozīmes.

Mēs ieviešam maksu laukā, pārvietojot to nobezgalīgi tālu punkts, kura lauka intensitāte ir nulle. Attiecību starp darbu, kas būs jāveic pret elektriskā lauka spēkiem, attiecību pret pārsūtāmo lādiņu lielumu, būs atkarīgs tikai no pēdējā pārvietošanas punkta atrašanās vietas. Tā rezultātā šī vērtība kalpo, lai raksturotu šādu lauka punktu.

Vērtība, ko mēra pēc darba attiecības,kas tiek veikta, kad pozitīvais lādiņš tiek pārnests uz konkrētu lauka punktu no bezgalības, lauka potenciālu sauc par lādiņa vērtību, kas pārvietojas.

No definīcijas var redzēt, ka noteiktā brīdī lauka potenciāls ir vienāds ar darbu, kas rodas, kad pozitīvs uzlādes līmenis pāriet uz noteiktu punktu no bezgalības.

Potenciālā vērtība tiek apzīmēta ar burtu φ:

φ = A / q

Potenciāls ir skalārs. Katra pozitīvi uzlādētā korpusa punkta potenciālam ir pozitīva vērtība, un ķermeņa lauka potenciālam ar negatīvu spriegumu ir negatīva vērtība.

Ļaujiet mums pierādīt, ka darba apjoms, kas rodas, kad pozitīvs maksājums tiek pārskaitīts uz pārskaitītās maksas vērtību, ir savstarpēji saistīts, ir vienāds ar mainīgo punktu potenciāla starpību.

Iespējamā atšķirība starp diviem dažādiem lauka punktiem,šajā gadījumā sauca lauka intensitāti starp šādiem punktiem. Ja lauka spriegumu apzīmē ar burtu U, tad attiecību starp spēku un potenciālu izsaka ar vienādojumu:

U = φ1 - φ2

Šajā definīcijā potenciāls ir bezgalīgsattālais punkts būs nulle. Šajā gadījumā mēs sakām, ka nulles potenciāla punkts var būt patvaļīgs lauka punkts, kura izvēle ir pilnīgi parasts. Divu patvaļīgu lauka punktu potenciālā starpība nav atkarīga no nulles potenciāla izvēlēta punkta.

Teorētiskajos darbos potenciāla nulles punkts ir bezgalīgi attāls punkts. Un praksē - jebkurš punkts uz zemes virsmas.

Tādējādi fizikas potenciāls ir daudzums, ko mēra ar darba attiecību, nododot pozitīvu lādiņu no zemes virsmas uz noteiktu lauka punktu līdz noteiktās maksas vērtībai.

Izteikta sakarība starp spriedzi un potenciāluelektriskā lauka raksturlielumi. Un, ja spriedze kalpo kā tās raksturīgais spēks un ļauj noteikt spēka lielumu, kas iedarbojas uz lādiņu patvaļīgā lauka punktā, tad potenciāls ir tā enerģijas raksturs. No potenciāliem dažādos elektriskā lauka punktos mēs varam noteikt darba apjomu par lādēšanas pārnesi, izmantojot formulas:

A = qU vai A = q (φ1 - φ2),

kur q ir lādiņa lielums, U ir spriegums starp lauka punktiem un φ1, un φ2 ir pārvietošanās punktu potenciāls.

Ļaujiet mums izskatīt saikni starp spēku unpotenciālu vienvērtīgā elektriskajā laukā. Spriegums E jebkurā šāda lauka punktā ir vienāds, un tādēļ spēks F, kas darbojas uz lādēšanas vienības, ir vienāds un vienāds ar E. Tas nozīmē, ka spēks, kas iedarbojas uz lādi q konkrētajā laukā, būs vienāds ar F = qE.

Ja attālums starp diviem šāda lauka punktiem ir vienāds ar d, tad, kad maksa tiek pārvietota, darbs tiks pabeigts:

A = Fd = gEd = g (φ1-φ2),

kur φ1-φ2 ​​ir potenciālā starpība starp lauka punktiem.

No šejienes:

E = (φ1-φ2) / d,

ti. viendabīga elektriskā lauka intensitāte būs vienāda ar potenciālo starpību, kas uz vienības garumu, kas tiek ņemta gar noteiktā lauka spēka līniju.

Īsos attālumos savienojums starp spēku un potenciālu tiek noteikts līdzīgi nevienmērīgā laukā, jo jebkuru laukumu starp diviem tuvu izvietotiem punktiem var uzskatīt par viendabīgu.