የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል

ይህንን ርዕስ ከማጥናትዎ በፊት በመጀመሪያ መረዳትዎን ያረጋግጡ ማዘር አያስፈልግምፊዚክስ, ወግ አጥባቂ ዘይቤ, የኤሌክትሪክ ክፍያ, የኩሎምብ ሕግ አቢዳን የኤሌክትሪክ መስክ.

የኤሌክትሪክ ኃይል ወግ አጥባቂ ኃይል ነው

ከስበት ኃይል እና ከስፕሪንግ ኃይል በተጨማሪ፣ የወግ አጥባቂ ኃይል ሌላ ምሳሌ የኤሌክትሪክ ኃይል ነው። የኤሌክትሪክ ኃይል ወግ አጥባቂ ኃይል ተብሎ የሚጠራው ለምን እንደሆነ በተሻለ ለመረዳት የሚከተለውን ማብራሪያ ያንብቡ።

በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው ሁለት በኤሌክትሪክ የተሞሉ ሳህኖች አሉ እንበል፤ የግራ ሳህኑ አዎንታዊ በሆነ መልኩ ተሞልቷል እና የቀኝ ሳህኑ አሉታዊ በሆነ መልኩ ተሞልቷል።n አሉታዊ። በመካከል ያለው ቀስት ሁለቱም ፕላቶች ናቸው የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ያንግ ከአዎንታዊ ክፍያ ወደ አሉታዊ ክፍያ። ፖዘቲቭ ክፍያ ማለት በአዎንታዊ ክፍያ ወደተሞላ ሰሌዳ ቅርብ ነው።

የኤሌክትሪክ መስክ መኖሩ አዎንታዊ ክፍያ ያስከትላልif የኤሌክትሪክ ኃይል ከኤሌክትሪክ መስክ ጋር በተመሳሳይ አቅጣጫ ይለማመዳል፣ ስለዚህም አዎንታዊ ክፍያው እንዲፋጠን ወደ ቀኝ ወደ አሉታዊ ኃይል ወደተሞላው ሳህን። የኤሌክትሪክ ኃይል አቅጣጫ ወደ ቀኝ ነው፣ ልክ እንደዚሁ አቅጣጫ። የእንቅስቃሴ አቅጣጫ ቻርጅ፣ ስለዚህ የኤሌክትሪክ ኃይል በቻርጁ ላይ አዎንታዊ ሥራ እንዲያከናውን። በሂሳብ፣ የኤሌክትሪክ ኃይል በአዎንታዊ ቻርጅ ላይ የሚያደርገው ሥራ ወ = ኤፍ ዎች = q ኢ s, dየት W = ስራ፣ F = የኤሌክትሪክ ኃይል፣ s = በሁለቱ ሳህኖች መካከል ያለው ርቀት፣ q = አዎንታዊ ክፍያ፣ E = የኤሌክትሪክ መስክ።

አሉታዊ በሆነው ቻርጅ ፕሌት አጠገብ ከደረሱ በኋላ፣ አዎንታዊ ክፍያ እፈልጋለሁተመለስቻለ ወደ መጀመሪያው ቦታው አቅራቢያ አዎንታዊ በሆነ መልኩ የተሞላ ሳህን ከዚያ የእርስዎ ዘይቤ ያስፈልጋልአር. ክፍያው አዎንታዊ ሲሆን ተዛወረ ወደ ግራ ወደ አዎንታዊ ቻርጅ የተደረገበት ሳህንየኤሌክትሪክ ኃይሉ ወደ ቀኝ አቅጣጫ እንዲሄድ ይቀራል፤ ስለዚህም የኤሌክትሪክ ኃይሉ በቻርጁ ላይ አሉታዊ ሥራ ይሰራል። በሂሳብ፣ የኤሌክትሪክ ኃይሉ በአዎንታዊ ቻርጅ ላይ የሚያደርገው ሥራ W = – F s = – q E s ነው። 

Uየኤሌክትሪክ ኃይል በአዎንታዊ ቻርጅ ላይ የሚያደርገውን አጠቃላይ ጥረት፣ ጭነቱ ወደ ቀኝ ሲንቀሳቀስ ከዚያም ወደ ግራ እንደገና ወደ መጀመሪያው ቦታው ይንቀሳቀሳል ወ = ነው q E s – q E s = 0። አንድ ኃይል ዕቃው ከመጀመሪያው ቦታው ሲወጣና ከዚያም ወደ መጀመሪያው ቦታው ሲመለስ በአንድ ነገር ላይ የሚያደርገው አጠቃላይ ሥራ ከዜሮ ጋር እኩል ከሆነ፣ ኃይሉ ወግ አጥባቂ ኃይል ነው። ከላይ ባለው ማብራሪያ መሠረት፣ የኤሌክትሪክ ኃይል ወግ አጥባቂ ኃይል ነው ብሎ መደምደም ይቻላል።

የኤሌክትሪክ ኃይል እና የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል

ወግ አጥባቂ ኃይል የሚያከናውነው ሥራ ከዕምቅ ኃይል ለውጥ ጋር የተያያዘ ነው። ለምሳሌ፣ በጅምላ ላይ የስበት ኃይል የሚያደርገው ሥራ የጅምላውን የስበት ኃይል ይለውጣል። በተመሳሳይ፣ በኤሌክትሪክ ኃይል ላይ የሚሠራው ሥራ የቻርጁን የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ይለውጠዋል።

ተመሳሳይ በሆነ የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ አዎንታዊ ክፍያ

ከታች ያሉት ሁለት አሃዞች እምቅ ኃይል ላይ ለውጥ የሚያመጣ ወግ አጥባቂ ኃይል የሚያከናውናቸውን ስራዎች ምሳሌዎች ያሳያሉ። የስበት ኃይል እና የስበት ኃይል ለውጥ የሚያብራሩት ማብራሪያዎች የኤሌክትሪክ ኃይል የሚሰራውን ስራ እና የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ለውጥን ለመረዳት ለማነፃፀር ያገለግላሉ።

በግራ በኩል ያለው ምስል አንድ ነገር የሚወድቅበትን ነገር ያሳያል። ፍርይ ወደ መሬት ወለል። አንድ ነገር ከፍታ ላይ ሲሆን ከፍተኛ የስበት ኃይል አለው። አንድ ነገር ወደ ታች ሲንቀሳቀስ የስበት ኃይል በእሱ ላይ ይሠራል። የስበት ኃይል አቅጣጫ ከነገሩ መፈናቀል አቅጣጫ ጋር ተመሳሳይ ነው፣ ማለትም ወደ ታች፣ ስለዚህ የስበት ኃይል አዎንታዊ ስራ ይሰራል። አንድ ነገር ወደ ታች ሲፋጠን ቁመቱ ይቀንሳል፣ በዚህም የስበት ኃይል እምቅ ኃይል ይቀንሳል። ወደ መሬት ሊደርስ ሲል የስበት ኃይል ዝቅተኛው እሴት ላይ ነው። በአንድ ነገር ላይ የስበት ኃይል የሚያከናውነው አወንታዊ ሥራ የነገሩን የስበት ኃይል እምቅ ኃይል እንደሚቀንስ መደምደም ይቻላል። የስበት ኃይል እምቅ ኃይል አይጠፋም ነገር ግን ወደ ኪኔቲክ ኃይል ይቀየራል፣ ይህም ወደ ታች ሲንቀሳቀስ የነገሩን ፍጥነት በመጨመር ያሳያል።

በቀኝ በኩል ያለው ምስል አዎንታዊ ክፍያ ያሳያል።f በአዎንታዊ ቻርጅ የተደረገበት ሳህን አጠገብ ነው። በአዎንታዊ ቻርጅ የተደረገበት ሳህን አጠገብ ሲሆን፣ የቻርጁ የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል ከፍተኛውን ደረጃ ላይ ይደርሳል። በሁለቱ ሳህኖች መካከል የኤሌክትሪክ መስክ መኖሩ ቻርጁ ከኤሌክትሪክ ኃይል እንዲፋጠን ያደርገዋል። አዎንታዊ በሆነ መልኩ የተሞላ ሳህን ወደ አሉታዊ በሆነ መልኩ የተሞላ ሳህን። ጭነቱ ወደ ቀኝ ይንቀሳቀሳል, የኤሌክትሪክ ኃይል እንዲሁም በተመሳሳይ አቅጣጫ የኃይል መሙያው መፈናቀል በቀኝ በኩል ነው፣ ስለዚህ የኤሌክትሪክ ኃይል አዎንታዊ ስራ ይሰራል። እየተንቀሳቀሱ እያለ በቀኝ በኩል የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ሲቀንስ የኃይል መሙያው ኪነቲክ ኃይል ይጨምራል። ኔጌቲቭ ቻርጅድ ፕሌት አጠገብ ሲደርስ፣ የቻርጁ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ዝቅተኛው ዋጋ ላይ ነው። የኤሌክትሪክ ኃይል በሰጠው አዎንታዊ ሥራ ላይ መደምደም ይቻላል ጭነት, የቻርጁን የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል መቀነስ። Sበተቃራኒው፣ ጂካ ፖዘቲቭ ክፍያ ወደ መጀመሪያው ቦታው ይመለሳል ከዚያም የኃይል ማስተላለፊያው አቅጣጫ ወደ ግራ ሲሆን ከአቅጣጫው በተቃራኒ አቅጣጫ ይሆናል። የኤሌክትሪክ ኃይል ወደ ቀኝnየኤሌክትሪክ ኃይል በተቃራኒው አቅጣጫ ስለሆነ፣ በአዎንታዊ ቻርጅ ላይ አሉታዊ ሥራ ይሰራል። ወደ ግራ ሲንቀሳቀስ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ይጨምራል። ስለዚህ፣ በቻርጅ ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ኃይል የሚያደርገው አሉታዊ ሥራ የቻርጅን የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል እንደሚጨምር መደምደም ይቻላል።

ተመሳሳይ በሆነ የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ አሉታዊ ክፍያ

ከአዎንታዊ ክፍያዎች በተለየ መልኩ፣ አሉታዊ ክፍያዎች ከፍተኛ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል አላቸው፣ እና በአዎንታዊ ኃይል በተሞላበት ሳህን አቅራቢያ ሲሆኑ ዝቅተኛ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል አላቸው። በተፈጥሮ፣ የኤሌክትሪክ ክፍያዎች በተፈጥሮ ከከፍተኛ እምቅ ኃይል ወደ ዝቅተኛ እምቅ ኃይል ይንቀሳቀሳሉ፣ ስለዚህ አሉታዊ ክፍያዎች ከአሉታዊ ኃይል ከተሞላበት ሳህን ወደ አዎንታዊ ኃይል ወደተሞላበት ሳህን ይንቀሳቀሳሉ። የአሉታዊ ኃይል እንቅስቃሴ አቅጣጫ ወደ ግራ ሲሆን የኤሌክትሪክ ኃይል አቅጣጫ ደግሞ ወደ ቀኝ ነው፣ ስለዚህ የኤሌክትሪክ ኃይል አሉታዊ ሥራ ይሰራል። ወደ ግራ ሲንቀሳቀስ፣ የአሉታዊ ኃይል የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ይቀንሳል እና አሉታዊ ኃይል በአዎንታዊ ኃይል በተሞላበት ሳህን አጠገብ ሲደርስ ዝቅተኛ እሴት አለው። በኤሌክትሪክ ኃይል የሚሠራው አሉታዊ ሥራ የአሉታዊ ኃይል የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይልን እንደሚቀንስ መደምደም ይቻላል። የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል አይጠፋም ነገር ግን ወደ ኪኔቲክ ኃይል ይቀየራል፣ ይህም ወደ አዎንታዊ ኃይል በተሞላበት ሳህን ሲንቀሳቀስ በሚፈጠረው የቻርጅ ፍጥነት ይገለጻል።

በተመሳሳይ የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል

በአንድ የተወሰነ ቦታ ላይ በሚሆንበት ጊዜ የሚፈጠረው የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል አይታወቅም። ሆኖም፣ ቻርጁ ከአንድ ቦታ ወደ ሌላ ቦታ ከተንቀሳቀሰ፣ የኤሌክትሪክ አቅም ያለው ኃይል ለውጥ ሊታወቅ ይችላል። ስለዚህ፣ አስፈላጊው ነገር በእምቅ ኃይል (ΔEP) ላይ ያለው ለውጥ ነው።

ለማንፃር፣ ማንጎ በግንዱ ላይ ሲሆን፣ ማንጎው እምቅ ኃይል አለው። የስበት ኃይል ግን ዋጋው ሊታወቅ አይችልም። ማንጎ በስበት ኃይል ወደ መሬት ከተጣደፈ፣ መቀነስ የማንጎ ፍሬ የስበት ኃይል እምቅ ኃይል ቀመር Wን በመጠቀም በማስላት ሊወሰን ይችላል። = ΔEP = mgh፣ m = ክብደት፣ g = በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት፣ h በማንጎ ግንድ እና በመሬት ወለል መካከል ያለው ርቀት ነው።

በተመሳሳይ፣ የአንድ ቻርጅ የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል ለውጥ ሊታወቅ የሚችለው ቻርጅ ከአንድ ነጥብ ወደ ሌላ ነጥብ በኤሌክትሪክ ኃይል ሲፋጠን ነው። ቀደም ሲል እንደተገለጸው፣ አንድ ፖዘቲቭ ቻርጅ ከአዎንታዊ ቻርጅ ሳህን ወደ አንድ ከተሸጋገረ ሳህኑ ከዚያ በኋላ አሉታዊ ኃይል ይሞላል መቀነስ የክሱ የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል የሚሰላው ቀመርን በመጠቀም ነው W = Δኢፒ = q Es፣ q = የኤሌክትሪክ ክፍያ፣ E = የኤሌክትሪክ መስክ እና s በሁለቱ ሳህኖች መካከል ያለው ርቀት ወይም በአንድ ቦታ እና በሌላ ቦታ መካከል ያለው ርቀት ነው። በተመሳሳይ፣ አሉታዊ ክፍያ ከአሉታዊ ክፍያ ወደ አዎንታዊ ክፍያ ሳህን ከተሸጋገረ፣ ጨምር የአንድ አሉታዊ ክፍያ የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል የሚሰላው ቀመር W = ΔEP = በመጠቀም ነው። q Es.

የሁለት ነጥብ ክፍያዎች የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል

በኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ላይ የሚደረጉ ለውጦች የሚከሰቱት በአንድ ዓይነት የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ ባሉ ክፍያዎች ብቻ ሳይሆን በአንድ የኤሌክትሪክ ኃይል በሚመነጨው የኤሌክትሪክ መስክም ጭምር ነው። የኤሌክትሪክ መስክ የሚያመነጭ አንድ ነጠላ ቻርጅ Q እንዳለ እና ቻርጅ q ከቻርጅ Q ርቀት ላይ እንደሆነ እናስብ።

መረጃ፡ k (የኩሎምብ ቋሚ) = 9 x 10⁹ Nm²/C², Q = የኤሌክትሪክ መስክ የሚፈጥር የኤሌክትሪክ ክፍያ፣ q = በቻርጅ በሚፈጠረው የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ የሚፈናቀል የኤሌክትሪክ ክፍያ Q, s = r = የክሱ ርቀት q ከክሱ Q.

ሁለቱም ክፍያዎች ተመሳሳይ ምልክት፣ + ወይም – ካላቸው፣ ሁለቱ ክፍያዎች እርስ በእርሳቸው ይገፋፋሉ ወይም እርስ በእርሳቸው ይራቃሉ፣ በዚህም ምክንያት የእምቅ ኃይል ለውጥ አዎንታዊ (የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ይጨምራል)። ይህ ከምድር ወደ ላይ ወደ ላይ የሚንቀሳቀስ የጅምላ ነገር ቁመቱ እና የስበት እምቅ ኃይልው እንዲጨምር ያደርጋል። በተቃራኒው፣ ሁለቱ ክፍያዎች የተለያዩ ምልክቶች ካሏቸው፣ ሁለቱ ክፍያዎች እርስ በእርሳቸው ይሳባሉ ወይም እርስ በእርሳቸው ይቀራረባሉ ስለዚህም የእምቅ ኃይል ለውጥ አሉታዊ (የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ይቀንሳል)። ይህ ወደ ምድር ወደ ታች የሚንቀሳቀስ የጅምላ ነገር ቁመቱ እና የስበት እምቅ ኃይልው ይቀንሳል።

የኤሌክትሪክ ኃይል ወግ አጥባቂ ኃይል ስለሆነ የቻርጁ መንገድ ቅርፅ በኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ለውጥ ላይ ምንም ተጽእኖ የለውም። በኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ለውጥ ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድረው የቻርጁ የመጀመሪያ እና የመጨረሻ ቦታዎች ናቸው።

በሚቀጥለው ርዕስ ላይ ይገመገማል የኤሌክትሪክ አቅምከ ጋር በቅርበት የተያያዘ አካላዊ ብዛት የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል.