3 Froen iwwer d'Potenzialdifferenzgläichung
1. Eng elektresch Ladung beweegt sech an engem homogenen elektresche Feld mat enger Kraaft vun 2√3 N iwwer eng Distanz vun 20 cm. Wann d'Richtung vun der Kraaft an engem Wénkel vun 30 ° zur Verrécklung vun der elektrescher Ladung ass, wat ass dann den Ënnerscheed an der elektrescher potenzieller Energie op der Ufanks- an der Endpositioun vun der elektrescher Ladung?
Bekannt:
Kraaft (F) = 2√3 N
Distanz (s) = 20 cm = 0.2 m
Wénkel (θ) = 30 °
Gesicht: Elektresch Potentialdifferenz
Léisung:
D'Aarbecht fir d'Iwwerdroe vu Ladung +q vun a op b ass gläich wéi d'Differenz vun der elektrescher potenzieller Energie an de Punkten a a b.
ΔEP = ΔW
Wann d'Richtung vun der Kraaft F am Verhältnes zu der Richtung vum Ladungstransfer +q e Wénkel θ huet, dann ass d'Aarbecht vum Ladungstransfer +q vun a op b:
ΔW = F Δs cos θ = ( 2 √ 3 )(0,2)(cos 30) = (0,4 √ 3 )(0,5 √ 3 ) = (0,2)(3) = 0,6 Joule
2. Wann d'Ladung an d'Kapazitéit vun de Kondensatoren bekannt sinn, fir 5 µC respektiv 20 µF ze sinn, bestëmmt d'Potenzialdifferenz vun de Kondensatoren.
Bekannt:
Elektresch Ladung (q) = 5 µC = 5 x 10⁻⁶ C
Kondensatorkapazitéit (C) = 20 µF = 20 x 10-6 F
Gesicht: Potenzialënnerscheed vum Kondensator (V)
Léisung:
D'Formel fir de Potentialënnerscheed vum Kondensator, d'Kapazitéit an d'Ladung:
V = q / C = (5 x 10-6 ) / 20 x 10-6 = 5/20 = 0,25 Volt
3. Zwou Punktladungen QA = -4 µC an QB = 8 µC sinn 16 cm vuneneen ewech. Bestëmmt den elektresche Potenzial op enger Hallschentpunkt tëscht den zwou Ladungen.
Bekannt:
Elektresch Ladung 1 (QA ) = 4 x 10⁻⁶ C
Elektresch Ladung 2 (QB ) = 8 x 10⁻⁶ C
Distanz (r) = 8 cm = 0,08 m
Coulomb - Konstant (k) = 9 × 10⁶ Nm² / C²
Gewënscht: Den elektresche Potenzial bei C (V C )
Léisung:
V A = k Q / r = (9 × 10^ 9 )(4 x 10 ^-6 ) / 0,08 = (36 × 10^ 3 ) / 0,08 = -450 Volt
VB = kQ / r = (9 × 10⁶ ) (8 x 10⁻⁶ ) / 0,08 = (72 × 10⁶ ) / 0,08 = 900 Volt
Den elektresche Potenzial bei C (V C ) = 900 – 450 = 450 Volt
