在这段讲座中,我们将学习电位和电势差,这也称为电压。
您可以观看以下视频或阅读视频下方的书面教程。
电位
在前面的讲座中,我们已经谈过了电势能这取决于体验的物体的指控电场。现在,我们将学习电位,这只是依赖于物体的位置。
电势(或仅潜力),仅仅是每单位电荷电位能量的衡量标准。
电势公式
这是计算电位的基本方程,其示出电位V等于电势能量U,其除以电荷Q,其将在远离主电荷的一定距离处放置。
The electric potential energy U is equal to the Coulomb’s constant k, multiplied by the charge that creates the potential big Q, times the charge that would be placed at a point some distance away from the main charge small q, and divided by that distance r.
为了计算电位,我们只需要用小Q划分潜在的能量。
我们可以注意到,小Q在等式中出现两次,因此我们可以取消它。
现在我们有这个简单的等式。
等式表明潜力是成正比到充电量q- 随着电荷的增加,电位增加,相反,因为电荷降低,电位降低。
在另一边,它是成反比到距离r,因为当你远离充电时,潜力将减少,并且随着较近电荷,潜力将增加。
最后,我们会得到每单位电荷在这一点的电势能。
有关的:库仑的法律
电势单位
现在让我们回到基本方程。
我们知道电势能在焦耳中测量,并且电荷单位是库仑。因此,电势的测量单位是每个库仑的焦耳,或者在一个单词伏特中。
电位示例
有一个等于+2μc的点电荷,我们希望从距离这一充电的电位15厘米(0.15米)。
现在,我们可以使用等式来计算电位。
我们得到了+ 1.2×10的正电势5.V.
如果我们有负电荷,让我们说--2μc,同一点的电位为-1.2×105.V.我们会得到相同的价值,但是用负符号。
电势图
让我们来看看电位的这个图。X轴显示远离电荷的距离,而Y轴表示某个点的电位。
在这里,我们有积极的费用,而且正电荷周围的潜力总是积极的。当您远离电荷时,随着距离电荷的距离增加,电位变得不那么积极,并且减少越来越靠近零。
在另一边,我们有负责负责,而且负电荷周围的潜力总是消极的。当您远离电荷时,随着距离电荷的距离增加,电位变得较小,实际上增加,也越来越接近零。
如果你无限远离电荷,那么积极和负面指控的潜力将为零。
有关的:什么是电荷?电是如何工作的
电势差(电压)
现在我们来看看电位差,也就是电压。
根据定义,电位差或电压是在充电时完成工作时的最终位置和初始位置之间的电位差异。
电势差(电压)的示例
现在,让我们看一下一个例子,这将有助于我们轻松理解术语电压。
我们的正面充电+ 1.6×10-19C.它是创造潜力的主要费用。
第一个圆圈是第一能级,距离为2.5×10-11远离充电。第二个圆是第二个能级,距离为4.2×10-12远离充电。
为了找到电势差或电压,我们需要在点A和Point B的潜力中找到潜力。
点A的潜力是第一个能级将是57.6 V.
在较长距离的点B处的电位将是34.2V。
首先,当我们从A到B移动时,我们将计算电压,然后从B到A.
在第一种情况下,A是初始势,B是最终势。所以电位差就是末势减去初势,也就是342 - 57。6 =-23。4 V。我们得到一个负的电势,这意味着从a到B,电势减小。
在第二种情况下,B是我们的初始潜力,是我们的最终潜力。因此,潜在的差异将是57.6-34.2 = + 23.4 V.我们有一个积极的潜力,或者我们从B到潜在的增加。
这意味着什么?
当从A到B,电势减小,因为主电荷是正的,它的电场线指向外。如果我们在第一能级中放置一个正的测试电荷,电势能就会更大。点电荷会排斥测试电荷,因为电场线的密度要大得多。在B中,电场线的密度更弱,电势能更小。
这一切都是为了电势和电势差。我希望它有用,你学到了新的东西。
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