3 vrae oor die potensiaalverskilvergelyking
1. 'n Elektriese lading word in 'n homogene elektriese veld met 'n krag van 2√3 N oor 'n afstand van 20 cm beweeg. As die rigting van die krag teen 'n hoek van 30 ° met die verplasing van die elektriese lading is, wat is die verskil in die elektriese potensiële energie by die aanvanklike en finale posisies van die elektriese lading?
Bekend:
Krag (F) = 2√3 N
Afstand (s) = 20 cm = 0.2 m
Hoek (θ) = 30 °
Gesoek: Elektriese potensiaalverskil
Oplossing:
Die arbeid om lading +q van a na b oor te dra, is gelyk aan die elektriese potensiële energieverskil by punte a en b.
ΔEP = ΔW
As die rigting van die krag F met betrekking tot die rigting van ladingoordrag +q 'n hoek van θ is, dan is die werk van ladingoordrag +q van a na b:
ΔW = F Δs cos θ = ( 2 √ 3 )(0,2)(cos 30) = (0,4 √ 3 )(0,5 √ 3 ) = (0,2)(3) = 0,6 Joule
2. Indien die lading en kapasiteit van die kapasitors onderskeidelik 5 µC en 20 µF is, bepaal die potensiaalverskil van die kapasitors.
Bekend:
Elektriese lading (q) = 5 µC = 5 x 10⁻⁶ C
Kapasitorkapasiteit (C) = 20 µF = 20 x 10-6 F
Gesoek: Potensiaalverskil in kondensator (V)
Oplossing:
Die formule vir kondensatorpotensiaalverskil, kondensatorkapasiteit en lading:
V = q / C = (5 x 10-6 ) / 20 x 10-6 = 5/20 = 0,25 Volt
3. Twee puntladings QA = -4 µC en QB = 8 µC is 16 cm uitmekaar. Bepaal die elektriese potensiaal by 'n halfpadpunt tussen die twee ladings.
Bekend:
Elektriese lading 1 (QA ) = 4 x 10⁻⁶ C
Elektriese lading 2 (QB ) = 8 x 10⁻⁶ C
Afstand (r) = 8 cm = 0,08 m
Coulomb-konstante (k) = 9 × 10 ^ 9 Nm² / C²
Gesoek: Die elektriese potensiaal by C (V C )
Oplossing:
V A = k Q / r = (9 × 10 9 )(4 x 10 -6 ) / 0,08 = (36 × 10 3 ) / 0,08 = -450 Volt
VB = kQ / r = (9 × 10⁶ ) (8 x 10⁻⁶ ) / 0,08 = (72 × 10⁶ ) / 0,08 = 900 Volt
Die elektriese potensiaal by C (V C ) = 900 – 450 = 450 Volt
