Էլեկտրական ներուժ ընդդեմ էլեկտրական պոտենցիալ էներգիա
Էլեկտրական պոտենցիալը և էլեկտրական պոտենցիալ էներգիան երկու շատ արժեքավոր հասկացություններ են էլեկտրական դաշտերում և էլեկտրամագնիսական տեսության մեջ: Այս հոդվածում մենք նախ կքննարկենք էլեկտրական ներուժի և էլեկտրական պոտենցիալ էներգիայի հիմունքները, իսկ հետո երկուսի միջև եղած տարբերությունը:
Ի՞նչ է էլեկտրական ներուժը:
Էլեկտրական ներուժը քննարկելիս անհրաժեշտ է հստակ հասկանալ էլեկտրական դաշտը տերմինը մեկնաբանելու համար: Բոլոր էլեկտրական լիցքերը՝ լինեն դրանք շարժական, թե անշարժ, առաջացնում են էլեկտրական դաշտ։ Էլեկտրական դաշտ կարող է առաջանալ նաև ցանկացած ժամանակի փոփոխվող մագնիսական դաշտերի միջոցով:Էլեկտրական դաշտերի մի քանի հիմնական գործոններ կան, որոնք տեղին են իմանալու համար: Սրանք են էլեկտրական դաշտի ինտենսիվությունը, էլեկտրական դաշտի ներուժը և էլեկտրական հոսքի խտությունը: Էլեկտրական դաշտի ինտենսիվությունը սահմանվում է որպես էլեկտրական դաշտից բխող միավորի կետային լիցքի ուժը: Սա տրված է E=Q/4per2 բանաձեւով; որտեղ Q-ը լիցքն է, ε-ը միջավայրի էլեկտրական թույլատրելիությունն է, իսկ r-ը կետի հեռավորությունն է Q լիցքավորման կետից: Այդ կետում տեղադրված q կետային լիցքի վրա ուժը հավասար է F=Qq/4per2: Քանի որ q-ն 1 կուլոն է, սա նույնպես հավասար է էլեկտրական դաշտի ինտենսիվությանը։ Կետի էլեկտրական պոտենցիալը սահմանվում է որպես էներգիա, որն անհրաժեշտ է 1 կուլոն կետային լիցքը անսահմանությունից հասցնելու համար պոտենցիալի չափման կետին: Այս էներգիան հավասար է լիցքի վրա կատարվող աշխատանքին, երբ լիցքն անսահմանությունից դեպի կետը հասցնում է։ Եթե երկու լիցքերն էլ դրական են, ապա այն ուժը, որը պետք է կիրառվի փորձնական լիցքը անվերջությունից դեպի կետ տանելու համար, միշտ հավասար է և հակազուգահեռ է երկու լիցքերի միջև վանող ուժին:Ինտեգրելով F-ն անվերջությունից r-ին dr-ի նկատմամբ ստանում ենք կետի էլեկտրական պոտենցիալը (V), որը Q/4per է։ Քանի որ r-ը միշտ դրական է, եթե լիցքը բացասական է, ապա էլեկտրական պոտենցիալը նույնպես բացասական է։ Էլեկտրական պոտենցիալի միավորներն են ջոուլը մեկ կուլոնում։ Ստատիկ էլեկտրական դաշտը պահպանողական դաշտ է: Հետևաբար, ստատիկ էլեկտրական դաշտի էլեկտրական ներուժը ուղուց անկախ է: Նման դաշտի էլեկտրական ներուժը կախված է միայն դիրքից։
Ի՞նչ է էլեկտրական պոտենցիալ էներգիան:
Էլեկտրական պոտենցիալ էներգիան սահմանվում է որպես այն էներգիան, որը կուտակվում է էլեկտրական ներուժի շնորհիվ՝ անսահմանությունից տվյալ կետը լիցք վերցնելիս: Կարելի է տեսնել, որ քանի որ էլեկտրական ներուժը հավասար է միավորի լիցք բերելու համար պահանջվող աշխատանքին, էլեկտրական պոտենցիալ էներգիան էլեկտրական ներուժի և բերվող լիցքի արտադրյալն է։ Քանի որ պոտենցիալ էներգիա=Vq, եթե V-ն և q-ն նույն նշանի են, ինչը նշանակում է, որ Q-ն և q-ն նույն նշանի են, ապա պոտենցիալ էներգիան դրական է:Գումարը բերելու համար պահանջվում է արտաքին աշխատանք։ Եթե նշանները տարբեր են, ապա պոտենցիալ էներգիան դառնում է բացասական: Սա ցույց է տալիս, որ աշխատանքը կատարվում է հենց համակարգից:
Ո՞րն է տարբերությունը էլեկտրական ներուժի և էլեկտրական պոտենցիալ էներգիայի միջև:
• Էլեկտրական ներուժը կախված է միայն այն լիցքից, որը չափվում է ներուժը: Էլեկտրական պոտենցիալ էներգիան կախված է երկու լիցքերից։
• Էլեկտրական պոտենցիալը չափվում է վոլտով կամ ջոուլով մեկ կուլոնում: Էլեկտրական պոտենցիալ էներգիան չափվում է ջոուլով։
