ელექტრული პოტენციალის მაგალითი

ელექტრული პოტენციალის შესახებ კითხვების 5 მაგალითი

1. ტენტუკანი ელექტრული პოტენციალი მუხტიდან 1 სმ დაშორებულ წერტილში q = 5,0 μC. კულონის მუდმივა (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C.
დისკუსია
ცნობილია, რომ:
დაშორება მუხტიდან (r) = 1 სმ = 1/100 მ = 0,01 მ = 10^-2 m
მუხტი (q) = 5,0 μC = 5,0 x 10^-6 კულომბი
ჰკითხა: ელექტრული პოტენციალი (V)
პასუხი:

ელექტრული პოტენციალი:

ელექტრული პოტენციალია 4,5 x 10⁶ Volt

2. დატენვა Q₁ = 5,0 μC და მუხტი Q₂ = 6,0 μC. კულონის მუდმივა (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 გ. წერტილი A ორივეს შუაშია ტვირთიგანსაზღვრეთ ელექტრული პოტენციალი A წერტილში!
დისკუსია
ცნობილია, რომ:
დატენვის Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
A წერტილის მანძილი Q-დან₁ = 10 სმ = 0,1 მ = 10^-1 m
დატენვის Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
A წერტილის მანძილი Q-დან₂ = 10 სმ = 0,1 მ = 10^-1 m
კულონის მუდმივა (კ) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
ჰკითხა: ელექტრული პოტენციალი A წერტილში
პასუხი:

ელექტრული პოტენციალი 1:

ელექტრული პოტენციალი 2:

ელექტრული პოტენციალი A წერტილში:

ვ = ვ₂ - ვ₁
V = (54 – 45) x 10⁴
V = 9 x 10⁴
A წერტილში ელექტრული პოტენციალია 9 x 10⁴ Volt

3. დატენვა q₁ = 5,0 μC და მუხტი q₂ = 6,0 μC. კულონის მუდმივა (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 გ. განსაზღვრეთ ელექტრული პოტენციალი A წერტილში!
დისკუსია
ცნობილია, რომ:
დატენვის Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
A წერტილის მანძილი Q-დან₁ = 40 სმ = 0,4 მ = 4 x 10^-1 m
დატენვის Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
A წერტილის მანძილი Q-დან₂ = 50 სმ = 0,5 მ = 5 x 10^-1 m
კულონის მუდმივა (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
ჰკითხა: ელექტრული პოტენციალი A წერტილში
პასუხი:

ელექტრული პოტენციალი 1:

ელექტრული პოტენციალი 2:

ელექტრული პოტენციალი A წერტილში:

ვ = ვ₁ + V₂
V = (-11,25 + 10,8) x 10⁴
V = -0,45 x 10⁴
V = -4,5 x 10³
ელექტრული პოტენციალი A წერტილში არის -4,5 x 10³ Volt

4. ფიზიკის სამაგისტრო/SMA U-ZC-2013/2014 №28 ეროვნული გამოცდის კითხვები
ღრუ გამტარი სფერო დამუხტულია 500 µC დადებითი ელექტრული მუხტით, როგორც ეს ნაჩვენებია შემდეგ ფიგურაზე:
ქვემოთ მოცემული განცხადებებიდან რომელია სწორი?
ა. ელექტრული პოტენციალი P წერტილში = R წერტილში ელექტრული პოტენციალის 2-ჯერ მეტი
B. ელექტრული პოტენციალი Q წერტილში იგივეა, რაც P წერტილში.
გ. ელექტრული პოტენციალი T წერტილში = Q წერტილში ელექტრული პოტენციალის 2-ჯერ მეტი
დ. P წერტილში ელექტრული პოტენციალი იგივეა, რაც T წერტილში.
E. P, Q და R წერტილებში ელექტრული პოტენციალი ერთნაირია.
დისკუსია
ღრუ გამტარი სფეროა, შესაბამისად, სფეროს შიგნით ელექტრული მუხტი არ არის. გაუსის კანონის გამოყენება, თუ ღრუ სფეროში ელექტრული მუხტი არ არის, მაშინ ღრუ სფეროში ელექტრული ველი არ არის.

ელექტრული ველი აქვს კავშირი ელექტრული პოტენციალის სხვაობასთან, რომელიც გამოიხატება განტოლებით V_ab = ე დ, სადაც V_ab = ორ წერტილს შორის პოტენციური სხვაობა, E = ელექტრული ველი და d = ორ წერტილს შორის მანძილი. E = 0, ამიტომ Vab = 0. ელექტრული ველი ნულის ტოლია, ამიტომ პოტენციური სხვაობა ნულის ტოლია. ნულოვანი პოტენციური სხვაობა ნიშნავს, რომ ღრუ სფეროს შიგნით ელექტრულ პოტენციალს შორის სხვაობა არ არის. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ღრუ სფეროს შიგნით ყველა წერტილში ელექტრული პოტენციალი ერთნაირია. ღრუ სფეროს შიგნით ელექტრული პოტენციალის სიდიდე იგივეა, რაც სფეროს ზედაპირზე ელექტრული პოტენციალი.

რაც უფრო შორს არის სფერო ზედაპირიდან, მით უფრო მცირეა ელექტრული პოტენციალი ამ წერტილში. ეს ეფუძნება ელექტრული პოტენციალის სხვაობის განტოლებას. V_ab = k Q/r, დი მანა r = მანძილი ბურთის ცენტრიდან იმ წერტილამდე, სადაც პოტენციური სხვაობა გამოითვლებაამ განტოლების მიხედვით, მანძილი (r) უკუპროპორციულია პოტენციური სხვაობისა (V_ab), ამიტომ რაც უფრო დიდია წერტილის დაშორება ბურთის ცენტრიდან, მით უფრო მცირეა ელექტრული პოტენციალის სხვაობა ბურთის ცენტრსა და ამ წერტილს შორის. წერტილი R უფრო ახლოსაა ბურთის ცენტრთან, ხოლო წერტილი T უფრო შორსაა ბურთის ცენტრიდან, ამიტომ R წერტილსა და ბურთის ცენტრს შორის პოტენციური სხვაობა უფრო დიდია, ხოლო T წერტილსა და ბურთის ცენტრს შორის პოტენციური სხვაობა უფრო მცირეა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, R წერტილში ელექტრული პოტენციალი მეტია ელექტრულ პოტენციალზე T წერტილში.

შენიშვნა: განასხვავეთ ელექტრული პოტენციალი dengan ელექტრული პოტენციური სხვაობა. ელექტრული პოტენციალი არ შეიძლება გამოითვალოს მნიშვნელობად, მაშინ როდესაც ელექტრული პოტენციური სხვაობის გამოთვლა შესაძლებელია ფორმულის გამოყენებით V_ab = k Q/rთუ სივრცეში ელექტრული ველია, მაშინ სივრცის თითოეულ წერტილს აქვს ელექტრული პოტენციალი, ხოლო ელექტრული პოტენციალის სხვაობა გამოითვლება ორი განსხვავებული წერტილის შედარებით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ერთსა და იმავე წერტილში არის ელექტრული პოტენციალი, მაგრამ ამ წერტილში ელექტრული პოტენციალის სხვაობა არ არის.

სწორი პასუხებია B და E.

5. ფიზიკის სამაგისტრო/SMA U-ZC-2013/2014 №28 ეროვნული გამოცდის კითხვები
როგორც ნახაზზეა ნაჩვენები, ღრუ გამტარ სფეროს აქვს 4 µC მუხტი და 10 სმ რადიუსი. სფეროს ელექტრული პოტენციალის (V) შესახებ რომელი დებულებაა სწორი?
ა. ვ._A > ვ_B
ბ. ვ._B > ვ_A
C. V_A = V_B
დ.ვ._A < ვ_C
E.V._B < ვ_C
დისკუსია
კითხვა 1-ში მოცემული ახსნა-განმარტების საფუძველზე, V_A = V_B, ვ_A > ვ_C და ვ_B > ვ_C.
სწორი პასუხია C.