3 ερωτήσεις σχετικά με την εξίσωση διαφοράς δυναμικού
1. Ένα ηλεκτρικό φορτίο κινείται σε ένα ομογενές ηλεκτρικό πεδίο με δύναμη 2√3 N σε απόσταση 20 cm. Αν η κατεύθυνση της δύναμης σχηματίζει γωνία 30 ° ως προς τη μετατόπιση του ηλεκτρικού φορτίου, ποια είναι η διαφορά στην ηλεκτρική δυναμική ενέργεια στην αρχική και την τελική θέση του ηλεκτρικού φορτίου;
Γνωστός:
Δύναμη (F) = 2√3 N
Απόσταση (s) = 20 cm = 0.2 m
Γωνία (θ) = 30 °
Ζητείται: Διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού
Λύση:
Το έργο μεταφοράς φορτίου +q από το a στο b είναι ίσο με τη διαφορά ηλεκτρικής δυναμικής ενέργειας στα σημεία a και b.
ΔEP = ΔW
Αν η κατεύθυνση της δύναμης F ως προς την κατεύθυνση μεταφοράς φορτίου +q είναι υπό γωνία θ, τότε το έργο μεταφοράς φορτίου +q από το a στο b είναι:
ΔW = F Δs cos θ = ( 2 √ 3 )(0,2)(cos 30) = (0,4 √ 3 )(0,5 √ 3 ) = (0,2)(3) = 0,6 Joule
2. Εάν το φορτίο και η χωρητικότητα των πυκνωτών είναι γνωστά 5 µC και 20 µF, αντίστοιχα, προσδιορίστε τη διαφορά δυναμικού των πυκνωτών.
Γνωστός:
Ηλεκτρικό φορτίο (q) = 5 µC = 5 x 10-6 C
Χωρητικότητα πυκνωτή (C) = 20 µF = 20 x 10 -6 F
Ζητείται: Διαφορά δυναμικού πυκνωτή (V)
Λύση:
Ο τύπος για τη διαφορά δυναμικού πυκνωτή, την χωρητικότητα και το φορτίο του πυκνωτή:
V = q / C = (5 x 10-6 ) / 20 x 10-6 = 5/20 = 0,25 Βολτ
3. Δύο σημειακά φορτία QA = -4 µC και QB = 8 µC απέχουν μεταξύ τους 16 cm. Προσδιορίστε το ηλεκτρικό δυναμικό στο μέσο της απόστασης μεταξύ των δύο φορτίων.
Γνωστός:
Ηλεκτρικό φορτίο 1 (QA ) = 4 x 10-6 C
Ηλεκτρικό φορτίο 2 (Q₂B ) = 8 x 10₂C
Απόσταση (r) = 8 cm = 0,08 m
Σταθερά Κουλόμπ (k) = 9 × 109 Nm2 / C2
Ζητείται: Το ηλεκτρικό δυναμικό στο C (V C )
Λύση:
V A = k Q / r = (9 × 109 ) (4 x 10-6 ) / 0,08 = (36 × 103 ) / 0,08 = -450 Βολτ
V B = k Q / r = (9 × 109 ) (8 x 10-6 ) / 0,08 = (72 × 103 ) / 0,08 = 900 Βολτ
Το ηλεκτρικό δυναμικό στο C (V C ) = 900 – 450 = 450 Volts
