Energia potentzial elektrikoaren galderen adibidea

Energia potentzial elektrikoaren galderen adibidea

1. Elektroi bat geldiunetik azeleratzen da 12 volteko potentzial-diferentzia baten bidez. Zein da elektroiaren energia potentzialaren aldaketa?
Eztabaida
Jakina da:
Kargatu 1 elektroi (e) = -1,60 x 10^-19 Coulomb
Potentzial elektrikoaren diferentzia = tentsio elektrikoa (V) = 12 Volt
Galdetu zuen: Energia potentzial elektronikoaren aldaketa (ΔEP)
Erantzuna:
ΔEP = q V = (-1,60 x 10^-19 C)(12 V) = -19,2 x 10^-19 Joule
Zeinu negatiboak esan nahi du energia potentzial elektrikoa gutxitzen da. Karga negatiboa duen plakaren ondoan dagoenean, elektroiaren energia potentzial elektrikoa maximoa da. Karga positibo duen plakaren ondoan iritsi ondoren, elektroiaren energia potentzial elektrikoa minimoa da.

2. Bi plaka paralelo kargatuta daude, bakoitza positiboki eta negatiboki. Bi plaken arteko eremu elektrikoa 500 Volt/metrokoa da. Bi plaken arteko distantzia 2 cm-koa da. Zehaztu protoi baten energia potentzialaren aldaketa karga positiboa duen plakatik karga negatiboa duen plakara mugitzen denean!
Eztabaida
Jakina da:
Eremu elektrikoa bi plaken artekoa (E) = 500 Volt/metro
Bi plaken arteko distantzia (s) = 2 cm = 0,02 metro
Protoiaren karga = +1,60 x 10^-19 Coulomb
Galdetu zuen: Energia potentzial elektrikoaren aldaketa (ΔEP)
Erantzuna:

Lehenik eta behin, kalkulatu potentzial-diferentzia edo tentsio elektrikoa :

V = E s
V = (500 Volt/metro)(0,02 metro)
V = 10 Volt

Energia potentzial elektrikoaren aldaketak:

ΔEP = q V
ΔEP = (1,60 x 10^-19 C)(10 V)
ΔEP = 16 x 10^-19 Joule
ΔEP = 1,6 x 10^-18 Joule

Karga positiboa duen plakaren ondoan dagoenean, protoiaren energia potentzial elektrikoa maximoa da. Karga negatiboa duen plakaren ondoan iristean, protoiaren energia potentzial elektrikoa minimoa da. Beraz, karga positiboa duen plakatik karga negatiboa duen plakara mugitzean, protoiaren energia potentzial elektrikoa gutxitzen da.

3. Bi karga beheko irudian erakusten den bezala antolatuta daude. A-ko karga +9 μC da eta B-ko karga -4 μC. Coulomb-en konstantea (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Zenbat aldatzen da B kargaren energia potentzial elektrikoa A kargara mugitzen bada?
Eztabaida
Jakina da:
A karga (q)₁) = +9 μC = +9 x 10^-6 C
B karga (q₁) = -4 μC = -4 x 10^-6 C
Coulomb-en konstantea (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
A eta B kargen arteko distantzia (r) = 10 cm = 0,1 metro = 10^-1 metro
Galdetu zuen: B kargaren energia potentzial elektrikoaren aldaketa A kargara mugitzen bada
Erantzuna:

B karga A kargara mugitzen da, bere energia potentzial elektrikoa 2,4 Joule gutxituz.
Hau masa-objektu bat Lurrera behera mugitzen denaren antzekoa da, bere altuera eta energia potentzial grabitatorioa gutxituz.

4. \(q = 5 \times 10^{-6} \)C karga duen partikula bat \(V = 300 \)V potentziala duen eremu elektriko batean jartzen da. Zein da partikularen energia potentzial elektrikoa?

Eztabaida:
Energia potentzial elektrikoa honela ematen da:
\[ U = q \t V \]
U = 5 × 10^{-6} × 300]
U = 1.5 × 10-3 J

5. Elektroi bat 500 V-ko potentziala duen eremu elektriko batean jartzen da. Zein da elektroiaren energia potentzial elektrikoa?

Eztabaida:
Elektroiaren karga (q = -1.6 × 10-19) C.
\[ U = q \t V \]
U = -1.6 × 10^{-19} × 500]
U = -8 × 10-17 J

6. Protoi bat 100 V-ko potentzial batetik 200 V-ra igarotzen da. Zein da bere energia potentzialaren aldaketa?

Eztabaida:
Protoiaren karga (q = 1.6 × 10-19) C.
ΔU = q × ΔV
\[ ΔU = 1.6 × 10^{-19} × (200 – 100) \]
ΔU = 1.6 × 10-17 J

7. (q_1 = 2 × 10^{-6} \)C eta (q_2 = -3 \times 10^{-6} \)C karga duten bi objektu (V = 400 \)V potentziala duen eremu elektriko batean jartzen dira. Zein da bi objektuen energia potentzial osoa?

Eztabaida:
\[ U_1 = q_1 \times V \]
\[ U_2 = q_2 \times V \]
\[ U_{guztira} = U_1 + U_2 \]
\[ U_{guztira} = (2 \times 10^{-6} + (-3 \times 10^{-6})) \times 400 \]
\[ U_{guztira} = -4 \times 10^{-3} \] J

8. \(q = 4e\) karga duen ioi bat (non \(e\) oinarrizko karga den) \(V = 250\) V potentziala duen eremu elektriko batean dago. Zein da ioiaren energia potentzial elektrikoa?

Eztabaida:
\[ U = q \t V \]
U = 4 × 1.6 × 10^{-19} × 250]
U = 1.6 × 10-16 J

9. Jakina da \( q = -7 \times 10^{-5} \) C karga duen partikula batek \( 2 \times 10^{-2} \) J energia potentziala duela. Zein da partikula dagoen eremu elektrikoaren potentziala?

Eztabaida:
\[ U = q \t V \]
\[ V = \frac{U}{q} \]
V = 2 × 10-2 / -7 × 10-5
\[ V = -285.71 \] V

10. \( q_1 = 5e \) eta \( q_2 = -2e \) karga duten bi objektu \( V = 300 \) V-ko potentziala duen eremu elektriko batean daude. Zein da bi objektuen energia potentzial osoa?

Eztabaida:
\[ U_1 = q_1 \times V \]
\[ U_2 = q_2 \times V \]
\[ U_{guztira} = U_1 + U_2 \]
\[ U_{guztira} = (5 × 1.6 × 10^{-19} – 2 × 1.6 × 10^{-19}) \× 300 \]
\[ U_{guztira} = 1.44 \times 10^{-16} \] J

11. (q = -3e) karga duen ioi batek (-9.6 × 10-19) J energia potentziala du. Zein da ioia dagoen eremu elektrikoaren potentziala?

Eztabaida:
\[ U = q \t V \]
\[ V = \frac{U}{q} \]
V = \frac{-9.6 \times 10^{-19}}{-3 \times 1.6 \times 10^{-19}}
\[ V = 200 \] V

12. Jakina da (V = 450) V potentziala duen eremu elektriko batean (q) karga baten energia potentzial elektrikoa (9 × 10-18) J dela. Zein da (q) karga?

Eztabaida:
\[ U = q \t V \]
q = U/V
q = 9 × 10-18/450
q = 2 × 10-20 C

13.  (q = 1.5 × 10^{-19}) C karga positibo bat (V_1 = 100) V potentziala duen puntu batetik (V_2 = 500) V-ra mugitzen da. Zein da energia potentzialaren aldaketa?

Eztabaida:
ΔU = q × ΔV
\[ ΔU = 1.5 × 10^{-19} × (500 – 100) \]
ΔU = 6 × 10-17 J