Kahulugan sa potensyal nga elektrikal
Ang potensyal sa kuryente gihubit isip enerhiya sa potensyal sa kuryente kada yunit sa karga. Pananglit kon kini anaa sa punto a, ang karga q adunay enerhiya sa potensyal sa kuryente nga katumbas sa EP a , nan ang potensyal sa kuryente sa punto a gipormula sama sa mosunod:
V = potensyal nga elektrikal, EP = enerhiya sa potensyal nga elektrikal, q = karga sa kuryente
Ang V dili lang sa punto a apan lakip na usab sa tanang punto sa electric field. Ang punto a gigamit isip ehemplo. Sama sa ipasabot sa ulahi, ang V wala magdepende sa charge q.
Ang EP ug electric charge mga scalar quantities mao nga ang V naglakip usab sa mga scalar quantities. Ang international system unit sa EP mao ang Joule ug ang international system unit sa electrical charge mao ang Coulomb mao nga ang international system unit sa V mao ang Joule per Coulomb (J/C). Laing ngalan sa J/C mao ang Volt, nga gikuha gikan sa ngalan sa Italyanong siyentista ug imbentor sa electric battery, si Alessandro Volta (1745-1827).
Kalainan sa potensyal nga kuryente
Ang V sa usa ka punto sama sa V sa punto a, ie, V a , dili mahibaloan tungod kay ang labing importante mao ang pagbag-o sa electrical potential. Ang mga pagbag-o sa electrical potential mahibaloan pinaagi sa bili niini, pinaagi man sa mga kalkulasyon o mga sukod. Ang V mausab kon ang charge q mobalhin gikan sa usa ka punto ngadto sa lain. Pananglit ang charge q mobalhin gikan sa punto a ngadto sa punto b nan ang pagbag-o sa V mao ang:
Ang Vab kay usa ka V nga kalainan tali sa duha ka punto sa usa ka electric field, pananglitan, ang mga punto a ug b. Ang kalainan sa V tali sa mga punto a ug b (V ab ) parehas sa trabaho nga gihimo sa electric force sa electric charge kung mobalhin gikan sa punto a ngadto sa punto b, kada unit charge (W ab / q). Kinahanglan nga matikdan nga ang trabaho nga gihimo sa electric force sa charge q kung mobalhin gikan sa punto a ngadto sa punto b (W ab ) katumbas sa pagbag-o sa electric potential energy sa charge q (ΔEP). Busa, sa equation sa ibabaw, ang ΔEP mahimong pulihan sa W ab.
Kon ang usa ka butang anaa sa usa ka gihabogon ibabaw sa nawong sa yuta, kini adunay gravitational potential energy, diin ang nawong sa yuta gigamit isip reference point. Niini nga kaso, ang gihabogon sa nawong sa yuta ug ang gravitational potential energy diha mismo sa nawong sa yuta gitakda sa zero. Sama sa gravitational potential energy, kon atong ipahayag nga ang usa ka punto adunay usa ka gihabogon nga electrical potential, kini kinahanglan nga laing punto nga gigamit isip reference point, nga gikonsiderar lamang ang kalainan sa electric potential nga makalkulo. Kasagaran, ang ground o electrical conductors nga konektado sa ground gipili isip reference points, diin ang electric potential sa conductor o ang electric potential sa yuta gitakda sa zero. Busa kon ang usa ka punto adunay electric potential nga 12 Volts, ang electric potential difference tali sa maong punto ug sa ground kay 12 Volts. Sa usa ka 6 Volt nga baterya, ang electric potential difference tali sa positive terminal ug sa negative terminal kay 6 Volts. Tungod kay ang unit sa electric potential difference kay Volt, ang electric potential difference tali sa duha ka punto kasagarang gitawag nga voltage.
Ang nahisgutang equation sa electrical potential difference mahimong isulat pag-usab sama sa mosunod:
Kon ang karga nga q moagi sa electric potential difference nga V ab , ang potential energy mausab og ΔEP. Pananglitan, ang karga nga 2 Coulomb moagi sa electric potential difference nga 12 Volts, ang electrical potential energy mausab og (2 C)(12 V) = 24 Joules. Ingon man usab, kon ang 4 Coulomb nga karga moagi sa electric potential difference nga 24 Volts, ang electric potential energy mausab og (4 C) (24 V) = 96 Joules.
Busa, ang pagbag-o sa enerhiya sa potensyal sa kuryente (ΔEP) proporsyonal sa karga (q) ug boltahe (V ab ). Kon mas taas ang karga ug boltahe sa kuryente, mas taas ang pagbag-o sa enerhiya sa potensyal sa kuryente. Ang enerhiya sa potensyal nalambigit sa abilidad sa pagbuhat og trabaho, mao nga kon ang mga pagbag-o sa enerhiya sa potensyal sa kuryente hinungdanon, nan ang abilidad sa pagbuhat og trabaho hinungdanon usab.
Ang ekwasyon sa kalainan sa V sa ibabaw kay kinatibuk-an pa gihapon. Aron makakuha og mas detalyado nga ekwasyon sa V, ribyuha ang kalainan sa potensyal sa kuryente sa homogenous nga natad sa kuryente ug ang kalainan sa potensyal sa kuryente nga gihimo sa usa ka karga.
Ang potensyal nga kuryente sa homogenous nga natad sa kuryente
Ang kalainan sa V tali sa duha ka punto sa usa ka homogenous nga electric field, pananglitan, ang punto a ug punto b, mahimong makalkulo gamit ang equation sa ubos:
V ab = ang V nga kalainan tali sa duha ka punto, E = electric field, ug d = distansya tali sa duha ka punto.
V nga gihimo sa usa ka karga
Ang V sa usa ka punto tungod sa usa ka karga nga nagmugna sa electric field mahimong makalkulo gamit ang equation:
V ab = ang V nga kalainan tali sa duha ka punto, k = Coulomb constant, Q = single charge nga nagpatungha sa electric field, r = distansya tali sa charge Q ug sa punto diin gikalkulo ang V.
Ang relasyon tali sa electric field (E) ug sa electric potential (V)
Ang electric field nga E usa ka vector quantity, samtang ang V usa ka scalar quantity. Ang vector quantity naglambigit sa direksyon mao nga mas lisod kini kalkulahon kon itandi sa pagkalkulo sa scalar quantities. Aron mapadali ang pagkalkulo sa electric field, gamita ang equation nga nag-ingon sa relasyon tali sa electric field ug sa V.
Ang ekwasyon sa potensyal nga kalainan nga gihulagway kaniadto gisulat pag-usab sama sa mosunod:
Sa matematika, ang trabaho mao ang produkto sa puwersa ug pagbalhin, diin ang puwersa mao ang produkto sa karga ug electric field. Ang relasyon tali sa trabaho, puwersa, ug pagbalhin gipahayag pinaagi sa equation sa ubos:
Kon ang duha ka equation sa ibabaw i-combine, ang bag-ong equation ma-generate sama sa mosunod:
E = electric field, V ab = ang electric potential difference tali sa duha ka punto sama sa mga punto a ug b, d = distansya tali sa duha ka punto.
Ang yunit sa potensyal nga kalainan mao ang Volt, ug ang yunit sa distansya mao ang metro aron ang electric field masulti sa mga yunit sa Volts kada metro (V/m).
Kini nga equation magamit aron mahibal-an ang electric (homogeneous) field nga nailhan nga potential difference tali sa duha ka punto ug ang distansya tali sa duha ka punto. Base sa equation, ang electric field proporsyonal sa V ug inversely proportional sa distansya. Kini nagpasabot nga kon mas taas ang V, mas taas ang electric field ug kon mas taas ang distansya, mas gamay ang electric field.
