Kev txhais ntawm lub zog hluav taws xob
Lub zog hluav taws xob yog txhais tias yog lub zog hluav taws xob ib chav tsev them. Xav tias thaum nws nyob ntawm qhov chaw a, tus nqi q muaj lub zog hluav taws xob sib npaug rau EP a , ces lub zog hluav taws xob ntawm qhov chaw a yog tsim raws li hauv qab no:
V = lub zog fais fab, EP = lub zog fais fab, q = lub zog fais fab
V tsis yog nyob ntawm qhov chaw a xwb tab sis kuj nyob ntawm txhua qhov chaw hauv lub zog hluav taws xob. Qhov chaw a yog siv ua piv txwv. Raws li yuav piav qhia tom qab, V tsis nyob ntawm tus nqi q.
EP thiab tus nqi hluav taws xob yog cov lej scalar yog li V kuj suav nrog cov lej scalar. Lub chav thoob ntiaj teb ntawm EP yog Joule thiab lub chav thoob ntiaj teb ntawm tus nqi hluav taws xob yog Coulomb yog li lub chav thoob ntiaj teb ntawm V yog Joule ib Coulomb (J/C). Lwm lub npe rau J/C yog Volt, uas yog los ntawm lub npe ntawm tus kws tshawb fawb Italian thiab tus tsim lub roj teeb hluav taws xob, Alessandro Volta (1745-1827).
Qhov sib txawv ntawm lub zog hluav taws xob
Tus V ntawm ib qho chaw xws li V ntawm qhov chaw a, piv txwv li, V a , tsis tuaj yeem paub vim tias qhov tseem ceeb tshaj plaws yog qhov kev hloov pauv ntawm lub zog hluav taws xob. Kev hloov pauv ntawm lub zog hluav taws xob tuaj yeem paub los ntawm nws tus nqi, los ntawm kev xam lossis kev ntsuas. Tus V hloov pauv thaum tus nqi q txav mus los ntawm ib qho chaw mus rau lwm qhov. Xav tias tus nqi q txav mus los ntawm qhov chaw a mus rau qhov chaw b ces qhov kev hloov pauv ntawm V yog:
Vab yog qhov sib txawv V ntawm ob lub ntsiab lus hauv lub teb hluav taws xob, piv txwv li, cov ntsiab lus a thiab b. Qhov sib txawv hauv V ntawm cov ntsiab lus a thiab b (Vab ) yog tib yam li txoj haujlwm ua los ntawm lub zog hluav taws xob hauv lub zog hluav taws xob thaum txav mus los ntawm qhov chaw a mus rau qhov chaw b, ib chav them (Wab / q). Nws yuav tsum nco ntsoov tias txoj haujlwm ua los ntawm lub zog hluav taws xob ntawm lub zog them q thaum txav mus los ntawm qhov chaw a mus rau qhov chaw b (Wab ) yog sib npaug rau qhov kev hloov pauv ntawm lub zog hluav taws xob ntawm lub zog them q (ΔEP). Yog li ntawd, hauv kab zauv saum toj no, ΔEP tuaj yeem hloov nrog Wab.
Thaum ib yam khoom nyob rau ntawm qhov siab saum av, nws muaj lub zog gravitational potential, qhov twg qhov av siv ua qhov chaw siv. Hauv qhov no, qhov siab ntawm av thiab lub zog gravitational potential ntawm av yog teem rau xoom. Ib yam li lub zog gravitational potential, thaum peb hais tias ib qho chaw muaj qee lub zog hluav taws xob, nws yuav tsum yog lwm qhov chaw siv ua qhov chaw siv, tsuas yog xav txog qhov sib txawv ntawm lub zog hluav taws xob uas tuaj yeem suav tau. Feem ntau, cov av lossis cov neeg ua hluav taws xob txuas nrog av raug xaiv ua qhov chaw siv, qhov twg lub zog hluav taws xob ntawm tus neeg ua hluav taws xob lossis lub zog hluav taws xob hauv av raug teem rau xoom. Yog li ntawd, yog tias ib qho chaw muaj lub zog hluav taws xob ntawm 12 Volts, qhov sib txawv ntawm lub zog hluav taws xob ntawm qhov ntawd thiab av yog 12 Volts. Ntawm lub roj teeb 6 Volt, qhov sib txawv ntawm lub zog hluav taws xob ntawm qhov zoo thiab qhov tsis zoo yog 6 Volts. Vim tias chav tsev ntawm qhov sib txawv ntawm lub zog hluav taws xob yog Volt, qhov sib txawv ntawm lub zog hluav taws xob ntawm ob qho chaw feem ntau hu ua voltage.
Cov qauv sib txawv ntawm lub zog hluav taws xob saum toj no tuaj yeem sau dua raws li hauv qab no:
Yog tias tus nqi q hla dhau qhov sib txawv ntawm lub zog hluav taws xob V ab , lub zog muaj peev xwm hloov pauv los ntawm ΔEP. Piv txwv li, tus nqi ntawm 2 Coulombs hla dhau qhov sib txawv ntawm lub zog hluav taws xob ntawm 12 Volts, lub zog muaj peev xwm hloov pauv los ntawm (2 C)(12 V) = 24 Joules. Ib yam li ntawd, yog tias tus nqi 4 Coulomb hla dhau qhov sib txawv ntawm lub zog hluav taws xob ntawm 24 Volts, lub zog muaj peev xwm hloov pauv los ntawm (4 C)(24 V) = 96 Joules.
Yog li ntawd, qhov kev hloov pauv ntawm lub zog fais fab (ΔEP) yog sib npaug rau qhov them (q) thiab voltage (V ab ). Qhov siab dua ntawm lub zog hluav taws xob thiab voltage, qhov kev hloov pauv ntawm lub zog fais fab siab dua. Lub zog muaj feem cuam tshuam nrog lub peev xwm ua haujlwm, yog li ntawd yog tias qhov kev hloov pauv ntawm lub zog fais fab loj heev, ces lub peev xwm ua haujlwm kuj tseem ceeb.
Cov qauv ntawm qhov sib txawv V saum toj no tseem yog dav dav. Txhawm rau kom tau txais cov qauv V kom ntxaws ntxiv, tshuaj xyuas qhov sib txawv ntawm lub zog hluav taws xob hauv lub teb hluav taws xob sib xws thiab qhov sib txawv ntawm lub zog hluav taws xob uas tsim los ntawm ib qho nqi.
Lub zog hluav taws xob hauv lub teb hluav taws xob homogeneous
Qhov sib txawv ntawm V ntawm ob lub ntsiab lus hauv ib qho hluav taws xob homogeneous, piv txwv li, taw tes a thiab taw tes b, tuaj yeem suav los ntawm kev siv cov qauv hauv qab no:
V ab = qhov sib txawv V ntawm ob lub ntsiab lus, E = lub zog hluav taws xob, thiab d = qhov deb ntawm ob lub ntsiab lus.
V tsim los ntawm ib qho nqi
Tus V ntawm ib qho chaw vim yog ib qho nqi uas tsim cov hluav taws xob teb tuaj yeem suav los ntawm kev siv cov qauv:
V ab = qhov sib txawv V ntawm ob lub ntsiab lus, k = Coulomb tas li, Q = ib qho nqi uas tsim cov hluav taws xob, r = qhov deb ntawm tus nqi Q thiab qhov chaw uas V raug suav.
Kev sib raug zoo ntawm lub zog hluav taws xob (E) thiab lub zog hluav taws xob (V)
Lub teb hluav taws xob E yog ib qho vector ntau, thaum V yog ib qho scalar ntau. Vector ntau cuam tshuam nrog kev taw qhia kom nws nyuaj dua los xam piv rau kev xam cov scalar ntau. Txhawm rau pab txhawb kev xam ntawm lub teb hluav taws xob, siv cov qauv uas qhia txog kev sib raug zoo ntawm lub teb hluav taws xob thiab V.
Cov qauv sib txawv uas tau piav qhia ua ntej tau rov sau dua raws li nram no:
Hauv lej, kev ua haujlwm yog cov khoom ntawm lub zog thiab kev hloov chaw, qhov twg lub zog yog cov khoom ntawm lub zog thiab lub zog hluav taws xob. Kev sib raug zoo ntawm kev ua haujlwm, lub zog, thiab kev hloov chaw tau qhia los ntawm cov qauv hauv qab no:
Yog tias ob qho kev sib npaug saum toj no raug muab tso ua ke, ces qhov kev sib npaug tshiab raug tsim raws li hauv qab no:
E = lub teb hluav taws xob, V ab = qhov sib txawv ntawm lub zog hluav taws xob ntawm ob lub ntsiab lus xws li cov ntsiab lus a thiab b, d = qhov deb ntawm ob lub ntsiab lus.
Lub chav ntsuas ntawm qhov sib txawv ntawm lub zog yog Volt, thiab lub chav ntsuas ntawm qhov deb yog lub 'meter' kom lub teb hluav taws xob tuaj yeem hais tau hauv cov chav Volts ib 'meter' (V/m).
Cov qauv no siv tau los txiav txim siab qhov hluav taws xob (homogeneous) hu ua qhov sib txawv ntawm ob lub ntsiab lus thiab qhov deb ntawm ob lub ntsiab lus. Raws li cov qauv, lub teb hluav taws xob yog proportional rau V thiab inversely proportional rau qhov deb. Qhov no txhais tau tias qhov siab dua V, qhov hluav taws xob siab dua thiab qhov deb siab dua, qhov hluav taws xob me dua.
