Sainmhíniú
Sainmhínítear poitéinseal leictreach mar an fuinneamh poitéinsiúil in aghaidh an aonaid de mhuirear leictreach . Mar shampla, nuair a bhíonn fuinneamh poitéinsiúil EP a ag muirear q ag pointe a , ansin déantar an poitéinseal ag pointe a a fhoirmliú mar seo a leanas:
Cur síos: V = poitéinseal leictreach, EP = fuinneamh poitéinsil leictreach, q = muirear leictreach.
Ní hamháin go bhfuil V ann ag pointe a ach ag gach pointe sa réimse leictreach freisin . Úsáidtear pointe a mar shampla. Mar a mhíneofar níos déanaí, ní bhraitheann a luach ar an muirear q.
Is cainníochtaí scálacha iad EP agus muirear leictreach, mar sin is cainníocht scálacha í V freisin. Is é an Joule an t-aonad córais idirnáisiúnta de EP agus is é an Coulomb an t-aonad córais idirnáisiúnta de mhuirear leictreach, mar sin is é an Joule in aghaidh an Coulomb (J/C) an t-aonad córais idirnáisiúnta de V. Ainm eile ar J/C is ea Volta, a thagann ó ainm an eolaí Iodálaigh agus aireagóir na ceallraí leictreacha, Alessandro Volta (1745-1827).
Difríocht poitéinsil leictreach
Ní féidir V ag pointe, mar shampla V ag pointe a, eadhon V a , a bheith ar eolas mar is é an t-athrú sa phoitéinseal is brí. Is féidir luach an athraithe poitéinsil a bheith ar eolas trí ríomh nó trí thomhas. Athraíonn 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 phoitéinseal ná:
Is é V ab an difríocht poitéinsil idir dhá phointe i réimse leictreach, mar shampla pointí a agus b. Tá an difríocht poitéinsil idir pointí a agus b (V ab ) cothrom leis an obair a dhéanann an fórsa leictreach ar an muirear leictreach nuair a ghluaiseann sé ó phointe a go pointe b, in aghaidh an aonaid muirir (W ab /q). Ba chóir a thabhairt faoi deara go bhfuil an obair a dhéanann an fórsa leictreach ar an muirear q nuair a ghluaiseann sé ó phointe a go pointe b (W ab ) cothrom leis an athrú i bhfuinneamh poitéinsil 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 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 le fuinneamh poitéinsil imtharraingthe, nuair a deirimid go bhfuil poitéinseal áirithe ag pointe, ní mór pointe eile a úsáid mar phointe tagartha, ós rud é nach féidir ach an difríocht poitéinsil a ríomh. De ghnáth, roghnaítear an talamh nó seoltóir leictreach atá ceangailte leis an talamh mar phointe tagartha, áit a socraítear an poitéinseal ar an seoltóir nó an poitéinseal sa talamh go náid. Mar sin, má tá V de 12 Volta ag pointe, is é 12 Volta an difríocht poitéinsil idir an pointe sin agus an talamh. I gceallraí 6 Volta, is é 6 Volta an difríocht poitéinsil idir an críochfort dearfach agus an críochfort diúltach. Toisc gurb é Volta an t-aonad difríochta poitéinsil, tugtar voltas leictreach ar an difríocht poitéinsil idir dhá phointe de ghnáth.
Is féidir an chothromóid difríochta poitéinsil thuas a scríobh arís mar seo a leanas:
Má théann an muirear q trí difríocht poitéinsil Vab ansin athraíonn an fuinneamh poitéinsiúil faoi ΔEP. Mar shampla, má théann muirear de 2 Coulomb trí dhifríocht poitéinsiúil de 12 Volta, athraíonn an fuinneamh poitéinsiúil faoi (2 C)(12 V) = 24 Giúl. Mar an gcéanna, má théann muirear de 4 Coulomb trí dhifríocht poitéinsiúil de 24 Volta, athraíonn an fuinneamh poitéinsiúil faoi (4 C)(24 V) = 96 Giúl.
Mar sin, tá an t-athrú san fhuinneamh poitéinsiúil (ΔEP) comhréireach leis an muirear (q) agus leis an voltas leictreach (Vab ) . Dá mhéad an muirear leictreach agus/nó an voltas leictreach, is ea is mó an t-athrú san fhuinneamh poitéinsiúil. Tá baint ag fuinneamh poitéinsiúil leis an gcumas obair a dhéanamh, mar sin má tá an t-athrú san fhuinneamh poitéinsiúil mór, tá an cumas obair a dhéanamh mór freisin.
Tá an chothromóid difríochta poitéinsil thuas fós ginearálta. Chun cothromóid V níos mionsonraithe a fháil, smaoinigh ar an difríocht poitéinsil i réimse leictreach aonchineálach agus an difríocht poitéinsil a ghintear le muirear aonair.
Réimse leictreach aonchineálach
Is féidir an difríocht poitéinsil idir dhá phointe i réimse leictreach aonchineálach, mar shampla pointe a agus pointe b, a ríomh ag baint úsáide as an gcothromóid thíos:
Cur síos: V ab = difríocht poitéinsil idir dhá phointe, E = réimse leictreach agus s = an fad idir dhá phointe.
Ualach aonair
Is féidir an poitéinseal ag pointe áirithe mar gheall ar láithreacht luchta aonair a tháirgeann réimse leictreach a ríomh ag baint úsáide as an gcothromóid:
Cur síos: V ab = difríocht poitéinsil idir dhá phointe, k = tairiseach Coulomb, Q = muirear aonair a tháirgeann réimse leictreach, r = an fad idir an muirear Q agus an pointe ina ríomhtar an poitéinseal.
An gaol idir réimse leictreach agus poitéinseal
Is cainníocht veicteora í an réimse leictreach, agus is cainníocht scálár í an poitéinseal. Bíonn treo i gceist le cainníochtaí veicteora, rud a fhágann go bhfuil siad níos deacra a ríomh ná cainníochtaí scálár. Chun ríomhanna a shimpliú, úsáidtear cothromóid a léiríonn an gaol idir an réimse leictreach agus an poitéinseal.
Athscríobhtar an chothromóid difríochta poitéinsil a míníodh roimhe seo 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, táirgtear cothromóid nua mar seo a leanas:
Cur síos: E = Réimse leictreach, V ab = difríocht poitéinsil idir dhá phointe, mar shampla pointí a agus b, d = an fad idir dhá phointe.
Is é Volta an t-aonad difríochta poitéinsil agus is é méadar an t-aonad achair ionas gur féidir an réimse leictreach a chur in iúl in aonaid Volta in aghaidh an mhéadair (V/m).
Is féidir an chothromóid seo a úsáid chun réimse leictreach (aonchineálach) a chinneadh má tá an difríocht poitéinsil idir dhá phointe agus an fad eatarthu ar eolas. De réir na cothromóide, tá an réimse leictreach comhréireach leis an bpoitéinseal agus comhréireach inbhéartach leis an bhfad. Ciallaíonn sé seo, dá mhéad an poitéinseal, is mó an réimse leictreach, agus dá mhéad an fad, is lú an réimse leictreach.
