Rozdíl mezi elektrickým potenciálem a elektrickou potenciální energií

Elektrický potenciál vs Elektrická potenciální energie

Elektrický potenciál a elektrická potenciální energie jsou dva velmi cenné pojmy v elektrických polích a elektromagnetické teorii. V tomto článku si nejprve probereme základy elektrického potenciálu a energie elektrického potenciálu a poté rozdíl mezi nimi.

Co je elektrický potenciál?

Při diskusi o elektrickém potenciálu je nutné k pochopení tohoto pojmu jasné porozumění elektrickému poli. Všechny elektrické náboje, ať už se pohybují nebo stojí, vytvářejí elektrické pole. Elektrické pole může být také vyrobeno za použití kdykoli se měnících magnetických polí. Existuje několik klíčových faktorů elektrických polí, které je třeba znát. Jedná se o intenzitu elektrického pole, potenciál elektrického pole a hustotu elektrického toku. Intenzita elektrického pole je definována jako síla na jednotkový bodový náboj z elektrického pole. To je dáno vzorcem E = Q / 4πεr²; kde Q je náboj, ε je elektrická permitivita média a r je vzdálenost bodu od bodu Q náboje. Síla na bodový náboj q umístěný v tomto bodě je rovna F = Qq / 4πεr2. Protože q je 1 coulomb, je to také rovno intenzitě elektrického pole. Elektrický potenciál bodu je definován jako energie potřebná k přivedení bodového náboje 1 coulombu z nekonečna do bodu, kde se měří potenciál. Tato energie se rovná práci vykonané na náboji, když se náboj pohybuje od nekonečna k věci. Jsou-li oba náboje kladné, je síla, která musí být použita, aby se zkušební náboj přenesl z nekonečna do bodu, vždy stejná a antiparalelní s odporovou silou mezi těmito dvěma náboji. Integrací F, od nekonečna do r, s ohledem na dr, dostaneme elektrický potenciál (V) bodu, který je Q / 4πεr. Protože r je vždy kladné, je-li náboj záporný, elektrický potenciál je také záporný. Jednotky elektrického potenciálu jsou jouly na coulomb. Statické elektrické pole je konzervativní pole. Proto je elektrický potenciál statického elektrického pole nezávislý na cestě. Elektrický potenciál takového pole závisí pouze na poloze.

Co je to elektrická potenciální energie?

Elektrická potenciální energie je definována jako energie uložená v důsledku elektrického potenciálu při nabití z nekonečna do daného bodu. Je vidět, že protože elektrický potenciál je stejný jako práce potřebná k přivedení jednotkového náboje, energie elektrického potenciálu je součinem elektrického potenciálu a přineseného náboje. Protože potenciální energie = V * q, pokud obě V a q mají stejné znaménko, což znamená, že Q a q mají stejné znaménko, je potenciální energie pozitivní. Externí práce je vyžadována přinést poplatek. Pokud jsou příznaky odlišné, potenciální energie se stane negativní. To znamená, že se práce provádí ze samotného systému.