የኤሌክትሪክ አቅም

የኤሌክትሪክ አቅም ፍቺ

የኤሌክትሪክ አቅም የሚገለጸው በአንድ አሃድ ክፍያ የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል ተብሎ ነው ። ነጥብ a ሲሆን፣ ቻርጅ q ከEP _a ጋር እኩል የሆነ የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል እንዳለው እናስብ ፣ ነጥብ a ላይ ያለው የኤሌክትሪክ አቅም እንደሚከተለው ተዘጋጅቷል

V = የኤሌክትሪክ አቅም፣ EP = የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል፣ q = የኤሌክትሪክ ኃይል

V በነጥብ ሀ ላይ ብቻ ሳይሆን በኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ ባሉ ሁሉም ነጥቦች ላይም ጭምር ነው። ነጥብ ሀ እንደ ምሳሌ ጥቅም ላይ ይውላል። በኋላ ላይ እንደሚብራራው፣ V በቻርጅ q ላይ የተመሰረተ አይደለም።

EP እና የኤሌክትሪክ ቻርጅ ስኬላር መጠኖች ሲሆኑ፣ V የስኬላር መጠኖችንም ያካትታል። የEP ዓለም አቀፍ የስርዓት አሃድ ጁል ሲሆን የኤሌክትሪክ ቻርጅ ዓለም አቀፍ የስርዓት አሃድ ኩምብ ደግሞ ኩምብ ነው፣ ስለዚህ የV ዓለም አቀፍ የስርዓት አሃድ ጁል ፐር ኩሎምብ (J/C) ነው። የJ/C ሌላኛው ስም ቮልት ሲሆን ከጣሊያናዊው ሳይንቲስት እና የኤሌክትሪክ ባትሪ ፈጣሪው አሌሳንድሮ ቮልታ (1745-1827) ስም የተገኘ ነው።

የኤሌክትሪክ አቅም ልዩነት

እንደ V ነጥብ ላይ፣ ማለትም V a፣ በV ነጥብ ላይ ያለው V _ሊታወቅ አይችልም ምክንያቱም በጣም አስፈላጊው የኤሌክትሪክ አቅም ለውጥ ነው። በኤሌክትሪክ አቅም ላይ የሚደረጉ ለውጦች በእሴቱ ሊታወቁ ይችላሉ፣ በስሌቶች ወይም በመለኪያዎች። ቻርጅ q ከአንድ ነጥብ ወደ ሌላ ሲንቀሳቀስ V ይለወጣል። ቻርጅ q ከነጥብ a ወደ ነጥብ b ሲንቀሳቀስ እንበል፣ በV ውስጥ ያለው ለውጥ

ቫብ በኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ በሁለት ነጥቦች መካከል የV ልዩነት ነው፣ ለምሳሌ ነጥቦች a እና b። በነጥቦች a እና b (V _{ab ) መካከል ያለው የV ልዩነት ከነጥብ a ወደ ነጥብ b፣ በአንድ አሃድ ክፍያ (W ab} / q) ሲንቀሳቀስ በኤሌክትሪክ ኃይል ውስጥ ካለው የኤሌክትሪክ ኃይል ጋር ተመሳሳይ ነው። ከነጥብ a ወደ ነጥብ b (W _ab ) ሲንቀሳቀስ በቻርጅ q የኤሌክትሪክ ኃይል የሚሰራው ስራ ከቻርጅ q (ΔEP) የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል ለውጥ ጋር እኩል መሆኑን ልብ ሊባል ይገባል ። ስለዚህ፣ ከላይ ባለው እኩልታ፣ ΔEP በ W _ab ሊተካ ይችላል ።

አንድ ነገር ከመሬት ወለል በላይ በተወሰነ ከፍታ ላይ ሲሆን የስበት ኃይል አለው፣ የመሬት ወለል እንደ ማጣቀሻ ነጥብ ሆኖ ያገለግላል። በዚህ ሁኔታ፣ የመሬት ወለል ቁመት እና በመሬት ወለል ላይ ያለው የስበት ኃይል ወደ ዜሮ ይቀናበራሉ። ልክ እንደ የስበት ኃይል እምቅ ኃይል፣ አንድ ነጥብ የተወሰነ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል እንዳለው ስንገልጽ፣ ሊሰላ የሚችለውን የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ልዩነት ብቻ ከግምት ውስጥ በማስገባት እንደ ማጣቀሻ ነጥብ የሚያገለግል ሌላ ነጥብ መሆን አለበት። ብዙውን ጊዜ፣ ከመሬት ጋር የተገናኙት መሬት ወይም የኤሌክትሪክ መሪዎች እንደ ማጣቀሻ ነጥቦች ይመረጣሉ፣ የመሪው ወይም በመሬት ውስጥ ያለው የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ወደ ዜሮ ይቀናበራል። ስለዚህ አንድ ነጥብ 12 ቮልት የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ካለው፣ በዚያ ነጥብ እና በመሬት መካከል ያለው የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት 12 ቮልት ነው። በ6 ቮልት ባትሪ፣ በአዎንታዊ ተርሚናል እና በአሉታዊ ተርሚናል መካከል ያለው የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት 6 ቮልት ነው። የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት አሃድ ቮልት ስለሆነ፣ በሁለት ነጥቦች መካከል ያለው የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት ብዙውን ጊዜ ቮልቴጅ ይባላል።

ከላይ የተጠቀሰው የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት እኩልታ እንደሚከተለው እንደገና ሊጻፍ ይችላል፡

የቻርጅ q በኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት V _ab በኩል ካለፈ ፣ እምቅ ኃይል በ ΔEP ይለወጣል። ለምሳሌ፣ የ2 ኮውሎምብስ ክፍያ በ12 ቮልት የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት ውስጥ ያልፋል፣ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ደግሞ በ(2 C)(12 V) = 24 ጁልስ ይቀየራል። በተመሳሳይ፣ የ4 ኮውሎምብስ ክፍያ በ24 ቮልት የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት ውስጥ ካለፈ፣ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል በ(4 C) (24 V) = 96 ጁልስ ይቀየራል።

ስለዚህ፣ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል (ΔEP) ለውጥ ከቻርጅ (q) እና ቮልቴጅ (V _ab ) ጋር ተመጣጣኝ ነው። የኤሌክትሪክ ክፍያ እና ቮልቴጅ ከፍ ባለ ቁጥር የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ለውጥ ከፍ ይላል። እምቅ ኃይል ከሥራ ችሎታ ጋር የተያያዘ ነው፣ ስለዚህ በኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ላይ ያሉት ለውጦች ጉልህ ከሆኑ፣ ሥራ የመሥራት ችሎታም ጉልህ ነው።

ከላይ የተጠቀሰው የV ልዩነት እኩልታ አሁንም አጠቃላይ ነው። የበለጠ ዝርዝር የሆነ የV እኩልታ ለማግኘት፣ በአንድ ነጠላ ቻርጅ የሚፈጠረውን የኤሌክትሪክ አቅም ልዩነት እና በተመሳሳይ የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ ያለውን የኤሌክትሪክ አቅም ልዩነት ይገምግሙ።

ተመሳሳይ በሆነ የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ የኤሌክትሪክ አቅም

በአንድ ተመሳሳይ የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ ባሉ ሁለት ነጥቦች መካከል ያለው የV ልዩነት፣ ለምሳሌ ነጥብ ሀ እና ነጥብ ለ፣ ከዚህ በታች ያለውን እኩልታ በመጠቀም ሊሰላ ይችላል፡

V _ab = በሁለት ነጥቦች መካከል ያለው የV ልዩነት፣ E = የኤሌክትሪክ መስክ፣ እና d = በሁለት ነጥቦች መካከል ያለው ርቀት።

ቪ የሚመረተው በነጠላ ቻርጅ ነው

የኤሌክትሪክ መስክን የሚያመነጭ አንድ ነጥብ ላይ ያለው የ V መጠን እኩልታውን በመጠቀም ሊሰላ ይችላል፡

V _ab = በሁለት ነጥቦች መካከል ያለው የV ልዩነት፣ k = Coulomb ቋሚ፣ Q = የኤሌክትሪክ መስክ የሚያመነጭ ነጠላ ክፍያ፣ r = በቻርጅ Q እና V የሚሰላበት ነጥብ መካከል ያለው ርቀት።

በኤሌክትሪክ መስክ (E) እና በኤሌክትሪክ አቅም (V) መካከል ያለው ግንኙነት

የኤሌክትሪክ መስክ E የቬክተር ብዛት ሲሆን V ደግሞ የስኬላር ብዛት ነው። የቬክተር ብዛት አቅጣጫውን ያካትታል ስለዚህም የስኬላር መጠኖችን ከማስላት ጋር ሲነጻጸር ለማስላት የበለጠ አስቸጋሪ ይሆናል። የኤሌክትሪክ መስክን ስሌት ለማመቻቸት፣ በኤሌክትሪክ መስክ እና በV መካከል ያለውን ግንኙነት የሚገልጽ እኩልታ ይጠቀሙ።

ቀደም ሲል የተገለጸው እምቅ ልዩነት እኩልታ እንደሚከተለው እንደገና ተጽፏል፡

በሂሳብ፣ ሥራ የኃይል እና የመፈናቀል ውጤት ሲሆን ኃይል የቻርጅ እና የኤሌክትሪክ መስክ ውጤት ነው። በስራ፣ በኃይል እና በመፈናቀል መካከል ያለው ግንኙነት የሚገለጸው በሚከተለው እኩልታ ነው፡

ከላይ የተጠቀሱት ሁለት እኩልታዎች አንድ ላይ ከተጣመሩ፣ አዲሱ እኩልታ እንደሚከተለው ይፈጠራል፡

E = የኤሌክትሪክ መስክ፣ V _ab = በሁለት ነጥቦች መካከል ያለው የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት እንደ ነጥቦች a እና b፣ d = በሁለት ነጥቦች መካከል ያለው ርቀት።

የቮልት ልዩነት መለኪያ ሲሆን የርቀት መለኪያ መለኪያ ሲሆን የኤሌክትሪክ መስክ በቮልት በአንድ ሜትር (V/m) ውስጥ ሊገለጽ ይችላል።

ይህ እኩልታ በሁለት ነጥቦች እና በሁለቱ ነጥቦች መካከል ባለው ርቀት መካከል ያለውን እምቅ ልዩነት በመባል የሚታወቀውን የኤሌክትሪክ (ሆሞጎኔ) መስክ ለመወሰን ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል። በእኩልታው ላይ በመመስረት የኤሌክትሪክ መስክ ከV ጋር ተመጣጣኝ እና ከርቀት ጋር በተገላቢጦሽ ተመጣጣኝ ነው። ይህ ማለት V ከፍ ባለ መጠን የኤሌክትሪክ መስክ ከፍ ባለ መጠን እና ርቀቱ ከፍ ባለ መጠን የኤሌክትሪክ መስክ ትንሽ ይሆናል ማለት ነው።