Ka wehewehe ʻana o ka hiki ke uila
Ua wehewehe ʻia ka hiki ke uila ʻo ia ka ikehu hiki ke uila no kēlā me kēia anakahi uku. Manaʻo ʻia aia ma ke kiko a, ua like ka ikehu hiki ke uila o ka uku q me EP a , a laila ua hoʻohālikelike ʻia ka hiki ke uila ma ke kiko a penei:
V = ka hiki ke uila, EP = ka ikehu hiki ke uila, q = ka hoʻouku uila
ʻAʻole wale ʻo V ma ke kiko a akā ma nā kiko āpau o ke kahua uila. Hoʻohana ʻia ke kiko a ma ke ʻano he laʻana. E like me ka mea e wehewehe ʻia ma hope, ʻaʻole hilinaʻi ka V i ka uku q.
He mau nui scalar ka EP a me ka uku uila no laila ua hoʻokomo pū ka V i nā nui scalar. ʻO Joule ke anakahi ʻōnaehana honua o ka EP a ʻo Coulomb ke anakahi ʻōnaehana honua o ka uku uila no laila ʻo Joule no Coulomb ke anakahi ʻōnaehana honua o V (J/C). ʻO kekahi inoa no J/C ʻo Volt, i loaʻa mai ka inoa o ka ʻepekema Italia a me ka mea hana o ka pila uila, ʻo Alessandro Volta (1745-1827).
ʻOkoʻa hiki ke uila
ʻAʻole hiki ke ʻike ʻia ka V ma kahi kiko e like me V ma kahi a, ʻo ia hoʻi, ʻo V a , no ka mea ʻo ka mea nui loa ka loli o ka hiki ke uila. Hiki ke ʻike ʻia nā loli o ka hiki ke uila ma o kona waiwai, ma o nā helu ʻana a i ʻole nā ana ʻana. Hoʻololi ka V ke neʻe ka uku q mai kekahi kiko a i kekahi. Manaʻo ʻia e neʻe ka uku q mai kahi a a i kahi b a laila ʻo ka loli o ka V penei:
ʻO Vab kahi ʻokoʻa V ma waena o ʻelua mau kiko i loko o kahi kahua uila, no ka laʻana, nā kiko a a me b. ʻO ka ʻokoʻa ma V ma waena o nā kiko a a me b (V ab ) ua like ia me ka hana i hana ʻia e ka ikaika uila i loko o ka uku uila i ka neʻe ʻana mai kahi a a i kahi b, no kēlā me kēia uku (W ab / q). Pono e hoʻomaopopo ʻia ʻo ka hana i hana ʻia e ka ikaika uila o ka uku q i ka neʻe ʻana mai kahi a a i kahi b (W ab ) ua like ia me ka loli o ka ikehu hiki ke uila o ka uku q (ΔEP). No laila, ma ke kaulike ma luna, hiki ke pani ʻia ʻo ΔEP me W ab.
Ke kau kahi mea i kahi kiʻekiʻe ma luna o ka ʻili honua, loaʻa iā ia ka ikehu hiki ke hoʻopaʻa ʻia, kahi e hoʻohana ʻia ai ka ʻili honua ma ke ʻano he kiko kuhikuhi. I kēia hihia, ua hoʻonohonoho ʻia ke kiʻekiʻe o ka ʻili honua a me ka ikehu hiki ke hoʻopaʻa ʻia ma ka ʻili honua i ka ʻole. E like me ka ikehu hiki ke hoʻopaʻa ʻia, ke ʻōlelo mākou i kahi kiko he mana uila kekahi, pono ia he kiko ʻē aʻe i hoʻohana ʻia ma ke ʻano he kiko kuhikuhi, e noʻonoʻo wale ana i ka ʻokoʻa o ka mana uila hiki ke helu ʻia. ʻO ka maʻamau, ua koho ʻia nā alakaʻi honua a i ʻole nā mea alakaʻi uila i hoʻopili ʻia i ka honua ma ke ʻano he mau kiko kuhikuhi, kahi i hoʻonohonoho ʻia ai ka mana uila o ke alakaʻi a i ʻole ka mana uila i loko o ka honua i ka ʻole. No laila, inā he mana uila ko kahi kiko he 12 Volts, ʻo ka ʻokoʻa o ka mana uila ma waena o kēlā kiko a me ka honua he 12 Volts. Ma kahi pākahiko 6 Volt, ʻo ka ʻokoʻa o ka mana uila ma waena o ke kikowaena maikaʻi a me ke kikowaena maikaʻi ʻole he 6 Volts. No ka mea ʻo ke anakahi o ka ʻokoʻa o ka mana uila ʻo Volt, ʻo ka ʻokoʻa o ka mana uila ma waena o ʻelua mau kiko i kapa pinepine ʻia ʻo voltage.
Hiki ke kākau hou ʻia ka hoʻohālikelike ʻokoʻa hiki ke uila ma luna penei:
Inā hele ka uku q ma o ka ʻokoʻa hiki uila ʻo V ab , loli ka ikehu hiki e ΔEP. No ka laʻana, ʻo ka uku o 2 Coulombs e hele ana ma o ka ʻokoʻa hiki uila o 12 Volts, loli ka ikehu hiki uila e (2 C)(12 V) = 24 Joules. Pēlā nō, inā hele ka uku 4 Coulomb ma o kahi ʻokoʻa hiki uila o 24 Volts, loli ka ikehu hiki uila e (4 C) (24 V) = 96 Joules.
No laila, ʻo ka loli o ka ikehu hiki ke uila (ΔEP) ua like ia me ka uku (q) a me ke voltage (V ab ). ʻO ke kiʻekiʻe o ka uku uila a me ke voltage, ʻo ke kiʻekiʻe o ka loli o ka ikehu hiki ke uila. Pili ka ikehu hiki i ka hiki ke hana i ka hana, no laila inā koʻikoʻi nā loli o ka ikehu hiki ke uila, a laila koʻikoʻi nō hoʻi ka hiki ke hana i ka hana.
He laulā nō ke kaulike o ka ʻokoʻa V ma luna. No ka loaʻa ʻana o kahi kaulike V kikoʻī, e nānā hou i ka ʻokoʻa hiki ke uila ma ke kahua uila homogeneous a me ka ʻokoʻa hiki ke uila i hana ʻia e kahi hoʻopiʻi hoʻokahi.
ʻO ka hiki ke uila i loko o ke kahua uila homogeneous
Hiki ke helu ʻia ka ʻokoʻa ma ka V ma waena o nā kiko ʻelua i loko o kahi kahua uila homogeneous, no ka laʻana, ke kiko a a me ke kiko b, me ka hoʻohana ʻana i ka hoohalike ma lalo nei:
ʻO V ab = ka ʻokoʻa V ma waena o nā kiko ʻelua, ʻo E = ke kahua uila, a ʻo d = ka mamao ma waena o nā kiko ʻelua.
ʻO V i hana ʻia e ka hoʻopiʻi hoʻokahi
Hiki ke helu ʻia ka V ma kahi kiko ma muli o kahi hoʻopiʻi hoʻokahi e hoʻopuka ai i ke kahua uila me ka hoʻohana ʻana i ka hoohalike:
ʻO V ab = ka ʻokoʻa V ma waena o nā kiko ʻelua, k = Coulomb mau, Q = hoʻopiʻi hoʻokahi e hana ana i ke kahua uila, r = ka mamao ma waena o ka hoʻopiʻi Q a me ke kiko kahi i helu ʻia ai ka V.
ʻO ka pilina ma waena o ke kahua uila (E) a me ka hiki ke uila (V)
He nui vector ke kahua uila E, ʻoiai he nui scalar ka V. Pili ka nui vector i ke kuhikuhi no laila ʻoi aku ka paʻakikī o ka helu ʻana i hoʻohālikelike ʻia me ka helu ʻana i nā nui scalar. No ka hoʻomaʻalahi ʻana i ka helu ʻana o ke kahua uila, e hoʻohana ana i kahi hoohalike e hōʻike ana i ka pilina ma waena o ke kahua uila a me ka V.
Ua kākau hou ʻia ka hoʻohālikelike ʻokoʻa hiki i wehewehe ʻia ma mua penei:
Ma ke ʻano makemakika, ʻo ka hana ka huahana o ka ikaika a me ka neʻe ʻana, kahi ʻo ka ikaika ka huahana o ka uku a me ke kahua uila. Hōʻike ʻia ka pilina ma waena o ka hana, ka ikaika, a me ka neʻe ʻana ma o ka hoohalike ma lalo nei:
Inā e hui pū ʻia nā kaulike ʻelua ma luna, a laila e hoʻokumu ʻia ka kaulike hou e like me kēia:
E = kahua uila, V ab = ka ʻokoʻa hiki ke uila ma waena o nā wahi ʻelua e like me nā wahi a a me b, d = ka mamao ma waena o nā wahi ʻelua.
ʻO Volt ke anakahi o ka ʻokoʻa hiki, a ʻo ka mika ke anakahi o ka mamao i hiki ke ʻōlelo ʻia ke kahua uila ma nā anakahi o Volts no ka mika (V/m).
Hiki ke hoʻohana ʻia kēia kaulike e hoʻoholo i ke kahua uila (homogeneous) i ʻike ʻia ʻo ka ʻokoʻa hiki ma waena o nā kiko ʻelua a me ka mamao ma waena o nā kiko ʻelua. Ma muli o ke kaulike, ua kūlike ke kahua uila me ka V a ua kūlike ʻole me ka mamao. ʻO ia hoʻi, ʻo ke kiʻekiʻe o ka V, ʻo ke kiʻekiʻe o ke kahua uila a ʻo ke kiʻekiʻe o ka mamao, ʻo ka liʻiliʻi o ke kahua uila.
