پتانسیل الکتریکی در مقابل انرژی پتانسیل الکتریکی
پتانسیل الکتریکی و انرژی پتانسیل الکتریکی دو مفهوم بسیار ارزشمند در میدان های الکتریکی و نظریه الکترومغناطیسی هستند. در این مقاله ابتدا به مبانی پتانسیل الکتریکی و انرژی پتانسیل الکتریکی و سپس تفاوت بین این دو خواهیم پرداخت.
پتانسیل الکتریکی چیست؟
هنگام بحث درباره پتانسیل الکتریکی، برای تفسیر این اصطلاح به درک روشنی از میدان الکتریکی نیاز است. همه بارهای الکتریکی، چه متحرک باشند و چه ساکن، یک میدان الکتریکی تولید می کنند. یک میدان الکتریکی نیز می تواند با استفاده از هر میدان مغناطیسی متغیر زمانی تولید شود.چندین عامل کلیدی میدان های الکتریکی وجود دارد که دانستن آنها ضروری است. اینها عبارتند از شدت میدان الکتریکی، پتانسیل میدان الکتریکی و چگالی شار الکتریکی. شدت میدان الکتریکی به عنوان نیروی وارد بر یک واحد بار نقطه ای از میدان الکتریکی تعریف می شود. این با فرمول E=Q/4per2 ارائه می شود. که در آن Q بار، ε گذردهی الکتریکی محیط، و r فاصله نقطه از بار نقطه Q است. نیروی وارد بر بار نقطه ای q در آن نقطه برابر با F=Qq/4per2 است. از آنجایی که q 1 کولن است، این نیز برابر با شدت میدان الکتریکی است. پتانسیل الکتریکی یک نقطه به عنوان انرژی مورد نیاز برای رساندن بار نقطه ای 1 کولن از بی نهایت به نقطه اندازه گیری پتانسیل تعریف می شود. این انرژی برابر است با کار انجام شده روی بار هنگام رساندن بار از بینهایت به نقطه. اگر هر دو بار مثبت باشند، نیرویی که باید اعمال شود تا بار آزمایشی از بینهایت به نقطه برسد، همیشه برابر و ضد موازی با نیروی دافعه بین دو بار است.با ادغام F، از بینهایت به r، نسبت به dr، پتانسیل الکتریکی (V) نقطه را بدست می آوریم که Q/4per است. از آنجایی که r همیشه مثبت است، اگر بار منفی باشد، پتانسیل الکتریکی نیز منفی است. واحدهای پتانسیل الکتریکی ژول بر کولن است. میدان الکتریکی ساکن یک میدان محافظه کارانه است. بنابراین، پتانسیل الکتریکی میدان الکتریکی ساکن مستقل از مسیر است. پتانسیل الکتریکی چنین میدانی فقط به موقعیت بستگی دارد.
انرژی پتانسیل الکتریکی چیست؟
انرژی پتانسیل الکتریکی به عنوان انرژی ذخیره شده به دلیل پتانسیل الکتریکی در هنگام بارگیری از بینهایت به نقطه داده شده تعریف می شود. مشاهده می شود که از آنجایی که پتانسیل الکتریکی برابر با کار مورد نیاز برای آوردن بار واحد است، انرژی پتانسیل الکتریکی حاصل ضرب پتانسیل الکتریکی و باری است که آورده می شود. از آنجایی که انرژی پتانسیل=Vq، اگر V و q هر دو از یک علامت باشند، به این معنی که Q و q از یک علامت باشند، انرژی پتانسیل مثبت است.برای آوردن شارژ کار خارجی لازم است. اگر علائم متفاوت باشد، انرژی پتانسیل منفی می شود. این نشان می دهد که کار از طریق خود سیستم انجام شده است.
تفاوت بین انرژی پتانسیل الکتریکی و انرژی پتانسیل الکتریکی چیست؟
• پتانسیل الکتریکی تنها به باری بستگی دارد که پتانسیل اندازه گیری می شود. انرژی پتانسیل الکتریکی به هر دو بار بستگی دارد.
• پتانسیل الکتریکی بر حسب ولت یا ژول بر کولن اندازه گیری می شود. انرژی پتانسیل الکتریکی با ژول اندازه گیری می شود.
