Разлика между електрически потенциал и електрическа потенциална енергия

Електрически потенциал срещу електрическа потенциална енергия

Електрическият потенциал и електрическата потенциална енергия са две много ценни концепции в електрическите полета и електромагнитната теория. В тази статия първо ще обсъдим основите на електрическия потенциал и електрическата потенциална енергия, а след това и разликата между двете.

Какво е електрически потенциал?

Когато се обсъжда електрическият потенциал, за тълкуване на термина е необходимо ясно разбиране на електрическото поле. Всички електрически заряди, независимо дали са подвижни или неподвижни, произвеждат електрическо поле. Електрическо поле може да бъде произведено и с използване на магнитни полета с различно време. Има няколко ключови фактора на електрическите полета, които е уместно да знаете. Това са интензивността на електрическото поле, потенциалът на електрическото поле и плътността на електрическия поток. Интензитетът на електрическото поле се дефинира като силата върху единичния заряд от електрическото поле. Това се дава чрез формулата E = Q / 4πεr²; където Q е зарядът, ε е електрическата пропускливост на средата, а r е разстоянието на точката от точката Q заряд. Силата върху точков заряд q, поставена в тази точка, е равна на F = Qq / 4πεr2. Тъй като q е 1 кулон, това също е равно на интензивността на електрическото поле. Електрическият потенциал на дадена точка се определя като енергия, необходима за привеждане на точков заряд от 1 кулон от безкрайността до точката, в която се измерва потенциалът. Тази енергия е равна на работата, извършена върху заряда при привеждане на заряда от безкрайността до точката. Ако и двете заряди са положителни, силата, която трябва да бъде приложена, за да вземе тестовия заряд от безкрайността до точката, винаги е равна и антипаралелна на силата на отблъскване между двете заряди. Интегрирайки F, от безкрайността до r, по отношение на dr, получаваме електрическия потенциал (V) на точката, който е Q / 4πεr. Тъй като r е винаги положителен, ако зарядът е отрицателен, електрическият потенциал също е отрицателен. Единиците на електрическия потенциал са джаул на кулон. Статичното електрическо поле е консервативно поле. Следователно електрическият потенциал на статичното електрическо поле не зависи от пътя. Електрическият потенциал на такова поле зависи само от позицията.

Какво е електрическа потенциална енергия?

Електрическата потенциална енергия се дефинира като енергията, съхранявана поради електрическия потенциал при поемане на заряд от безкрайността до дадената точка. Вижда се, че тъй като електрическият потенциал е равен на работата, необходима за въвеждане на единичен заряд, енергията на електрическия потенциал е продукт на електрическия потенциал и на заряда, който се носи. Тъй като потенциалната енергия = V * q, ако и V и q са с един и същ знак, което означава, че Q и q са от един и същ знак, потенциалната енергия е положителна. За въвеждане на таксата е необходима външна работа. Ако признаците са различни, потенциалната енергия става отрицателна. Това показва, че работата се извършва от самата система.