Elektrisches Potential gegen elektrische potentielle Energie
Elektrisches Potential und elektrische potentielle Energie sind zwei sehr wertvolle Konzepte in elektrischen Feldern und in der elektromagnetischen Theorie. In diesem Artikel werden wir zuerst die Grundlagen des elektrischen Potentials und der elektrischen Potentialenergie und dann den Unterschied zwischen den beiden diskutieren.
Was ist elektrisches Potenzial?
Bei der Diskussion des elektrischen Potentials ist ein klares Verständnis des elektrischen Feldes erforderlich, um den Begriff zu interpretieren. Alle elektrischen Ladungen, ob sie sich bewegen oder stationär sind, erzeugen ein elektrisches Feld. Ein elektrisches Feld kann auch unter Verwendung jederzeit variierender Magnetfelder erzeugt werden. Es gibt mehrere Schlüsselfaktoren für elektrische Felder, die zu wissen sind. Dies sind die elektrische Feldstärke, das elektrische Feldpotential und die elektrische Flussdichte. Die elektrische Feldstärke ist definiert als die Kraft auf eine Einheitspunktladung aus dem elektrischen Feld. Dies ist gegeben durch die Formel E = Q / 4πεr 2;; wobei Q die Ladung ist, ε die elektrische Permittivität des Mediums ist und r der Abstand des Punktes von der Ladung des Punktes Q ist. Die Kraft auf eine an diesem Punkt platzierte Punktladung q ist gleich F = Qq / 4πεr2. Da q 1 Coulomb ist, ist dies auch gleich der elektrischen Feldstärke. Das elektrische Potential eines Punktes ist definiert als die Energie, die erforderlich ist, um eine Punktladung von 1 Coulomb von unendlich zu dem Punkt zu bringen, an dem das Potential gemessen wird. Diese Energie entspricht der Arbeit an der Ladung, wenn die Ladung von unendlich auf den Punkt gebracht wird. Wenn beide Ladungen positiv sind, ist die Kraft, die angewendet werden muss, um die Testladung von unendlich bis zum Punkt zu bringen, immer gleich und antiparallel zur Abstoßungskraft zwischen den beiden Ladungen. Durch Integration von F von unendlich nach r in Bezug auf dr erhalten wir das elektrische Potential (V) des Punktes,das ist Q / 4πεr. Da r immer positiv ist, ist bei negativer Ladung auch das elektrische Potential negativ. Die Einheiten des elektrischen Potentials sind Joule pro Coulomb. Ein statisches elektrisches Feld ist ein konservatives Feld. Daher ist das elektrische Potential eines statischen elektrischen Feldes wegunabhängig. Das elektrische Potential eines solchen Feldes hängt nur von der Position ab.
Was ist elektrische potentielle Energie?
Elektrische potentielle Energie ist definiert als die Energie, die aufgrund des elektrischen Potentials gespeichert wird, wenn eine Ladung von unendlich bis zum gegebenen Punkt aufgenommen wird. Es ist ersichtlich, dass, da das elektrische Potential gleich der Arbeit ist, die erforderlich ist, um eine Einheitsladung zu bringen, die elektrische Potentialenergie das Produkt des elektrischen Potentials und der Ladung ist, die gebracht wird. Da potentielle Energie = V * q ist, ist die potentielle Energie positiv, wenn sowohl V als auch q das gleiche Vorzeichen haben, was bedeutet, dass Q und q das gleiche Vorzeichen haben. Eine externe Arbeit ist erforderlich, um die Gebühr zu bringen. Wenn die Vorzeichen unterschiedlich sind, wird die potentielle Energie negativ. Dies zeigt an, dass die Arbeit vom System selbst ausgeführt wird.
Was ist der Unterschied zwischen elektrischem Potential und elektrischer potentieller Energie?
• Das elektrische Potential hängt nur von der Ladung ab, mit der das Potential gemessen wird. Die elektrische potentielle Energie hängt von beiden Ladungen ab.
• Das elektrische Potential wird in Volt oder Joule pro Coulomb gemessen. Die elektrische potentielle Energie wird in Joule gemessen.
