Sainmhíniú ar an acmhainneacht leictreach
Sainmhínítear poitéinseal leictreach mar an fuinneamh poitéinsiúil leictreach in aghaidh an aonaid luchta. Abair, nuair a bhíonn sé ag pointe a, go bhfuil an fuinneamh poitéinsiúil leictreach ag an lucht q cothrom le EP a , ansin déantar an poitéinseal leictreach ag pointe a a fhoirmliú mar seo a leanas:
V = poitéinseal leictreach, EP = fuinneamh poitéinsiúil leictreach, q = muirear leictreach
Ní hamháin go bhfuil V ag pointe a ach ag gach pointe sa réimse leictreach freisin. Úsáidtear pointe a mar shampla. Mar a mhíneofar níos déanaí, ní bhraitheann an V ar an muirear q.
Is cainníochtaí scálacha iad an EP agus an muirear leictreach ionas go n-áirítear cainníochtaí scálacha sa V freisin. Is é Joule aonad córais idirnáisiúnta an EP agus is é Coulomb aonad córais idirnáisiúnta an mhuirir leictrigh ionas gurb é Joule in aghaidh an Coulomb (J/C) aonad córais idirnáisiúnta V. Ainm eile ar J/C is ea an Volta, a dhíorthaítear ó ainm an eolaí Iodálaigh agus aireagóir na ceallraí leictrigh, Alessandro Volta (1745-1827).
Difríocht poitéinsil leictreach
Ní féidir an V ag pointe ar nós V ag pointe a, i.e., V a , a bheith ar eolas mar is é an t-athrú sa phoitéinseal leictreach an ceann is tábhachtaí. Is féidir na hathruithe sa phoitéinseal leictreach a bheith ar eolas óna luach, trí ríomhanna nó trí thomhais. Athraíonn an V nuair a ghluaiseann an muirear q ó phointe amháin go pointe eile. Abair go mbogann an muirear q ó phointe a go pointe b ansin is é an t-athrú sa V ná:
Is é Vab difríocht V idir dhá phointe i réimse leictreach, mar shampla, pointí a agus b. Is ionann an difríocht i V idir pointí a agus b (V ab ) agus an obair a dhéanann an fórsa leictreach sa mhuirear leictreach agus é ag bogadh ó phointe a go pointe b, in aghaidh an aonaid mhuirir (W ab / q). Ba chóir a thabhairt faoi deara go bhfuil an obair a dhéanann fórsa leictreach an mhuirir q agus é ag bogadh ó phointe a go pointe b (W ab ) cothrom leis an athrú i bhfuinneamh poitéinsiúil leictreach an mhuirir q (ΔEP ). Dá bhrí sin, sa chothromóid thuas, is féidir ΔEP a athsholáthar le W ab.
Nuair a bhíonn réad ag airde áirithe os cionn dhromchla na talún, bíonn fuinneamh poitéinsil imtharraingthe aige, áit a n-úsáidtear dromchla na talún mar phointe tagartha. Sa chás seo, socraítear airde dhromchla na talún agus an fuinneamh poitéinsil imtharraingthe díreach ag dromchla na talún go náid. Cosúil leis an bhfuinneamh poitéinsil imtharraingthe, nuair a deirimid go bhfuil poitéinseal leictreach áirithe ag pointe, ní mór pointe eile a úsáid mar phointe tagartha, agus an difríocht san phoitéinseal leictreach amháin á cur san áireamh is féidir a ríomh. De ghnáth, roghnaítear an talamh nó seoltóirí leictreacha atá ceangailte leis an talamh mar phointí tagartha, áit a socraítear poitéinseal leictreach an tseoltóra nó an poitéinseal leictreach sa talamh go náid. Mar sin, má tá poitéinseal leictreach 12 Volta ag pointe, is é 12 Volta an difríocht poitéinsil leictreach idir an pointe sin agus an talamh. I gceallraí 6 Volta, is é 6 Volta an difríocht poitéinsil leictreach idir an críochfort dearfach agus an críochfort diúltach. Toisc gurb é Volta aonad an difríochta poitéinsil leictreach, tugtar voltas ar an difríocht poitéinsil leictreach idir dhá phointe de ghnáth.
Is féidir an chothromóid difríochta poitéinsil leictrigh thuas a scríobh arís mar seo a leanas:
Má théann an muirear q tríd an difríocht poitéinsil leictrigh V ab , athraíonn an fuinneamh poitéinsil faoi ΔEP. Mar shampla, má théann muirear 2 Coulomb tríd an difríocht poitéinsil leictrigh de 12 Volta, athraíonn an fuinneamh poitéinsil leictrigh faoi (2 C)(12 V) = 24 Giúl. Mar an gcéanna, má théann an muirear 4 Coulomb trí dhifríocht poitéinsil leictrigh de 24 Volta, athraíonn an fuinneamh poitéinsil leictrigh faoi (4 C) (24 V) = 96 Giúl.
Mar sin, tá an t-athrú san fhuinneamh poitéinsiúil leictreach (ΔEP) comhréireach leis an muirear (q) agus leis an voltas (V ab ). Dá airde an muirear agus an voltas leictreach, is ea is airde an t-athrú san fhuinneamh poitéinsiúil leictreach. Tá baint ag an bhfuinneamh poitéinsiúil leis an gcumas obair a dhéanamh, mar sin má tá na hathruithe san fhuinneamh poitéinsiúil leictreach suntasach, tá an cumas obair a dhéanamh suntasach freisin.
Tá cothromóid an difríochta V thuas fós ginearálta. Chun cothromóid V níos mionsonraithe a fháil, déan athbhreithniú ar an difríocht poitéinsil leictrigh sa réimse leictreach aonchineálach agus an difríocht poitéinsil leictrigh a tháirgeann muirear aonair.
An poitéinseal leictreach sa réimse leictreach aonchineálach
Is féidir an difríocht sa V idir dhá phointe i réimse leictreach aonchineálach, mar shampla, pointe a agus pointe b, a ríomh ag baint úsáide as an gcothromóid thíos:
V ab = an difríocht V idir dhá phointe, E = réimse leictreach, agus d = an fad idir dhá phointe.
V arna tháirgeadh ag an aonmhuirear
Is féidir an V ag pointe mar gheall ar mhuirear aonair a ghineann an réimse leictreach a ríomh ag baint úsáide as an gcothromóid:
V ab = an difríocht V idir dhá phointe, k = tairiseach Coulomb, Q = an lucht aonair a tháirgeann an réimse leictreach, r = an fad idir an lucht Q agus an pointe ag a ríomhtar an V.
An gaol idir an réimse leictreach (E) agus an poitéinseal leictreach (V)
Is cainníocht veicteora í an réimse leictreach E, agus is cainníocht scálár í an V. Baineann an treo leis an gcainníocht veicteora agus mar sin tá sé níos dúshlánaí í a ríomh i gcomparáid leis na cainníochtaí scáláracha a ríomh. Chun ríomh an réimse leictrigh a éascú, úsáidtear cothromóid a léiríonn an gaol idir an réimse leictreach agus an V.
Athscríobhtar an chothromóid difríochta poitéinsil a thuairiscítear níos luaithe mar seo a leanas:
Go matamaiticiúil, is é an obair toradh an fhórsa agus an díláithrithe, áit a bhfuil an fórsa ina thoradh an mhuirir agus an réimse leictrigh. Léirítear an gaol idir obair, fórsa agus díláithriú tríd an gcothromóid thíos:
Má chuirtear an dá chothromóid thuas le chéile, gintear an chothromóid nua mar seo a leanas:
E = réimse leictreach, V ab = an difríocht poitéinsil leictrigh idir dhá phointe amhail pointí a agus b, d = an fad idir dhá phointe.
Is é an Volta an t-aonad difríochta poitéinsil, agus is é an méadar an t-aonad achair ionas gur féidir an réimse leictreach a lua in aonaid Volta in aghaidh an mhéadair (V/m).
Is féidir an chothromóid seo a úsáid chun an réimse leictreach (aonchineálach) ar a dtugtar an difríocht poitéinsil idir dhá phointe agus an fad idir an dá phointe a chinneadh. Bunaithe ar an gcothromóid, tá an réimse leictreach comhréireach leis an V agus comhréireach inbhéartach leis an bhfad. Ciallaíonn sé seo, dá airde an V, is airde an réimse leictreach agus dá airde an fad, is lú an réimse leictreach.
