ບົດຄວາມກ່ຽວກັບພະລັງງານໄຟຟ້າທີ່ມີທ່າແຮງ
ກ່ອນທີ່ຈະສຶກສາຫົວຂໍ້ນີ້, ກ່ອນອື່ນໝົດ, ທ່ານຄວນເຂົ້າໃຈວຽກ, ກຳລັງອະນຸລັກ, ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງກຳລັງອະນຸລັກກັບພະລັງງານ ທີ່ມີທ່າແຮງ , ກຳລັງໄຟຟ້າ ແລະ ສະໜາມໄຟຟ້າ.
ແຮງໄຟຟ້າແມ່ນແຮງອະນຸລັກ
ນອກເໜືອໄປຈາກແຮງໂນ້ມຖ່ວງ ແລະ ແຮງສະປິງ, ອີກຕົວຢ່າງໜຶ່ງຂອງແຮງອະນຸລັກແມ່ນແຮງໄຟຟ້າ. ເພື່ອເຂົ້າໃຈດີຂຶ້ນວ່າເປັນຫຍັງແຮງໄຟຟ້າຈຶ່ງຖືກເອີ້ນວ່າແຮງອະນຸລັກ, ໃຫ້ເຂົ້າໃຈຄຳອະທິບາຍຕໍ່ໄປນີ້.
ສົມມຸດວ່າມີແຜ່ນສອງແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ, ແຜ່ນຊ້າຍມີປະຈຸບວກ, ແລະແຜ່ນຂວາມີປະຈຸລົບ. ລູກສອນລະຫວ່າງສອງແຜ່ນແມ່ນເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ອອກຈາກປະຈຸບວກໄປຫາປະຈຸລົບ. ປະຈຸບວກຢູ່ໃກ້ກັບແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າບວກ.
ການມີຢູ່ຂອງສະໜາມໄຟຟ້າເຮັດໃຫ້ປະຈຸບວກປະສົບກັບແຮງໄຟຟ້າໃນທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າ ດັ່ງນັ້ນປະຈຸບວກຈຶ່ງຖືກເລັ່ງໄປທາງຂວາໄປຫາແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸລົບ. ທິດທາງຂອງແຮງໄຟຟ້າໄປທາງຂວາ, ໃນທິດທາງຂອງການເຄື່ອນທີ່ຂອງປະຈຸ, ດັ່ງນັ້ນແຮງໄຟຟ້າຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດວຽກບວກໃນປະຈຸ. ໃນທາງຄະນິດສາດ, ວຽກທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໄຟຟ້າໃນປະຈຸບວກແມ່ນ W = F d = q E d, ບ່ອນທີ່ W = ວຽກ, F = ແຮງໄຟຟ້າ, d = ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສອງແຜ່ນ, q = ປະຈຸບວກ, E = ສະໜາມໄຟຟ້າ.
ຫຼັງຈາກມາຮອດໃກ້ແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸລົບ, ຖ້າຕ້ອງການໃຫ້ປະຈຸບວກກັບຄືນສູ່ຕຳແໜ່ງເດີມໃກ້ກັບແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸລົບ, ຕ້ອງມີແຮງພາຍນອກ. ເມື່ອປະຈຸບວກຖືກຍ້າຍໄປທາງຊ້າຍໄປຫາແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸບວກ, ແຮງໄຟຟ້າຈະຍັງຄົງມຸ້ງໄປທາງຂວາ ເພື່ອໃຫ້ແຮງໄຟຟ້າເຮັດວຽກເປັນລົບຕໍ່ປະຈຸ. ໃນທາງຄະນິດສາດ, ວຽກທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໄຟຟ້າໃນປະຈຸບວກແມ່ນ W = – F d = – q E d.
ວຽກທັງໝົດທີ່ແຮງໄຟຟ້າເຮັດໃສ່ປະຈຸບວກ, ເມື່ອປະຈຸເຄື່ອນໄປທາງຂວາ, ແລ້ວເຄື່ອນໄປທາງຊ້າຍອີກຄັ້ງສູ່ຕຳແໜ່ງເດີມ, ແມ່ນ W = q E d – q E d = 0. ຖ້າວຽກສຸດທິຖືກເຮັດໂດຍແຮງທີ່ໃສ່ວັດຖຸ, ເມື່ອວັດຖຸເຄື່ອນອອກຈາກຕຳແໜ່ງເດີມ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນກັບຄືນສູ່ຕຳແໜ່ງເດີມ, ເທົ່າກັບສູນ, ແຮງນັ້ນກໍ່ເປັນແຮງອະນຸລັກ. ອີງຕາມຄຳອະທິບາຍຂ້າງເທິງ, ສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າແຮງໄຟຟ້າເປັນແຮງອະນຸລັກ.
ແຮງໄຟຟ້າ ແລະ ພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າ
ວຽກງານທີ່ເຮັດໂດຍກຳລັງອະນຸລັກແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານທ່າແຮງ. ຕົວຢ່າງ, ວຽກງານທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໂນ້ມຖ່ວງໃນວັດຖຸມວນສານຈະປ່ຽນແປງພະລັງງານທ່າແຮງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງຂອງວັດຖຸມວນສານ. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ວຽກງານທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໄຟຟ້າໃນປະຈຸໄຟຟ້າຈະປ່ຽນແປງພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າຂອງປະຈຸ.
ປະຈຸບວກໃນສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ເປັນເອກະພາບ
ຮູບພາບສອງຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຕົວຢ່າງຂອງວຽກງານທີ່ເຮັດໂດຍກຳລັງອະນຸລັກທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານທ່າແຮງ. ຄຳອະທິບາຍກ່ຽວກັບວຽກງານທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໂນ້ມຖ່ວງ ແລະ ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານທ່າແຮງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງແມ່ນໃຊ້ເປັນການປຽບທຽບ,
ເພື່ອອຳນວຍຄວາມສະດວກໃຫ້ແກ່ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບວຽກງານທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໄຟຟ້າ ແລະ ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າ.
ຮູບພາບທາງຊ້າຍສະແດງໃຫ້ເຫັນວັດຖຸທີ່ຕົກລົງສູ່ໜ້າດິນຢ່າງອິດສະຫຼະ. ເມື່ອຢູ່ເທິງສຸດ, ວັດຖຸມີພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງສູງສຸດ. ເມື່ອເຄື່ອນທີ່ລົງ, ແຮງໂນ້ມຖ່ວງຈະກະທຳຕໍ່ວັດຖຸ. ທິດທາງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງແມ່ນຄືກັນກັບທິດທາງການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸທີ່ລົງມາ ເພື່ອໃຫ້ແຮງໂນ້ມຖ່ວງເຮັດວຽກໃນທາງບວກ. ເມື່ອເລັ່ງລົງ, ຄວາມສູງຂອງວັດຖຸຈະຫຼຸດລົງ ດັ່ງນັ້ນພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງຂອງວັດຖຸຈຶ່ງຫຼຸດລົງ. ເມື່ອມາຮອດພື້ນດິນ, ພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງຈະມີໜ້ອຍທີ່ສຸດ. ສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າວຽກງານໃນທາງບວກທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໂນ້ມຖ່ວງໃສ່ວັດຖຸຈະຫຼຸດຜ່ອນພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງຂອງວັດຖຸ. ພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງບໍ່ໄດ້ສູນເສຍໄປ ແຕ່ຈະປ່ຽນເປັນພະລັງງານຈົນ, ເຊິ່ງສະແດງໂດຍການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຄວາມໄວຂອງວັດຖຸເມື່ອມັນເຄື່ອນທີ່ລົງມາ.
ຮູບທາງຂວາສະແດງໃຫ້ເຫັນປະຈຸໄຟຟ້າບວກໃກ້ກັບແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າບວກ. ເມື່ອຢູ່ໃກ້ແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າບວກ, ພະລັງງານສັກຍະພາບໄຟຟ້າຈະມີຄ່າສູງສຸດ. ການມີສະໜາມໄຟຟ້າລະຫວ່າງສອງແຜ່ນເຮັດໃຫ້ປະຈຸໄຟຟ້າຖືກເລັ່ງໂດຍແຮງໄຟຟ້າຈາກແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າບວກໄປຫາແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າລົບ. ເມື່ອປະຈຸໄຟຟ້າເຄື່ອນທີ່ໄປທາງຂວາ, ແຮງໄຟຟ້າກໍ່ຢູ່ໃນທິດທາງຂອງການຍ້າຍປະຈຸໄຟຟ້າໄປທາງຂວາ, ດັ່ງນັ້ນແຮງໄຟຟ້າຈຶ່ງເຮັດວຽກເປັນບວກ. ໃນລະຫວ່າງການເຄື່ອນທີ່ໄປທາງຂວາ, ພະລັງງານຈົນຂອງປະຈຸໄຟຟ້າຈະເພີ່ມຂຶ້ນໃນຂະນະທີ່ພະລັງງານສັກຍະພາບໄຟຟ້າຫຼຸດລົງ.
ເມື່ອມາຮອດໃກ້ແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸລົບ, ພະລັງງານໄຟຟ້າທີ່ມີທ່າແຮງຈະມີຄ່າຕໍ່າສຸດ. ສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າວຽກງານທາງບວກທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໄຟຟ້າຕໍ່ປະຈຸຈະຫຼຸດພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າຂອງປະຈຸ. ໃນທາງກັບກັນ, ຖ້າປະຈຸບວກຖືກຍ້າຍກັບຄືນສູ່ຕຳແໜ່ງເດີມ, ທິດທາງຂອງປະຈຸຈະປ່ຽນໄປທາງຊ້າຍ, ກົງກັນຂ້າມກັບທິດທາງຂອງແຮງໄຟຟ້າໄປທາງຂວາ. ເນື່ອງຈາກທິດທາງກົງກັນຂ້າມ, ແຮງໄຟຟ້າເຮັດໃຫ້ເກີດວຽກງານທາງລົບຕໍ່ປະຈຸບວກ. ເມື່ອເຄື່ອນໄປທາງຊ້າຍ, ພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າຈະເພີ່ມຂຶ້ນ. ດັ່ງນັ້ນ, ສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າວຽກງານທາງລົບທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໄຟຟ້າຕໍ່ປະຈຸຈະເພີ່ມພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າຂອງປະຈຸ.
ປະຈຸລົບໃນສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ເປັນເອກະພາບ
ບໍ່ເຫມືອນກັບປະຈຸໄຟຟ້າບວກ, ປະຈຸໄຟຟ້າລົບມີພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າສູງສຸດເມື່ອມັນຢູ່ໃກ້ກັບແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າລົບ ແລະ ພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າຕໍ່າສຸດເມື່ອຢູ່ໃກ້ກັບແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າບວກ. ຕາມທໍາມະຊາດ, ປະຈຸໄຟຟ້າເຄື່ອນທີ່ຈາກທ່າແຮງສູງໄປຫາທ່າແຮງຕໍ່າ, ດັ່ງນັ້ນປະຈຸໄຟຟ້າລົບຈຶ່ງເຄື່ອນທີ່ຈາກແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າລົບໄປຫາແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າບວກ. ທິດທາງການຍ້າຍຂອງປະຈຸໄຟຟ້າລົບແມ່ນໄປທາງຊ້າຍ, ໃນຂະນະທີ່ທິດທາງຂອງແຮງໄຟຟ້າແມ່ນໄປທາງຂວາ ເພື່ອໃຫ້ແຮງໄຟຟ້າເຮັດວຽກເປັນລົບ. ເມື່ອເຄື່ອນທີ່ໄປທາງຊ້າຍ, ພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າຂອງປະຈຸໄຟຟ້າລົບຈະຫຼຸດລົງ ແລະ ມີຄ່າຕໍ່າສຸດເມື່ອປະຈຸໄຟຟ້າລົບມາຮອດໃກ້ແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າບວກ. ສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າວຽກງານທາງລົບທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໄຟຟ້າຈະຫຼຸດຜ່ອນພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າຂອງປະຈຸໄຟຟ້າລົບ. ພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າບໍ່ສູນເສຍໄປ ແຕ່ຈະປ່ຽນເປັນພະລັງງານຈົນ ເຊິ່ງມີລັກສະນະໂດຍການເພີ່ມຄວາມໄວຂອງປະຈຸໄຟຟ້າເມື່ອເຄື່ອນທີ່ໄປຫາແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າບວກ.
ພະລັງງານໄຟຟ້າທີ່ມີທ່າແຮງໃນສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ເປັນເອກະພາບ
ພະລັງງານສັກຍະພາບໄຟຟ້າຂອງປະຈຸໄຟຟ້າ ເມື່ອປະຈຸໄຟຟ້າຢູ່ໃນຕຳແໜ່ງໃດໜຶ່ງ, ບໍ່ສາມາດຮູ້ຄ່າຂອງມັນໄດ້. ແຕ່ຖ້າປະຈຸໄຟຟ້າເຄື່ອນທີ່ຈາກບ່ອນໜຶ່ງໄປຫາອີກບ່ອນໜຶ່ງ, ສາມາດຄິດໄລ່ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານສັກຍະພາບໄຟຟ້າຂອງປະຈຸໄຟຟ້າໄດ້. ສະນັ້ນ, ສິ່ງທີ່ມີຄວາມໝາຍແມ່ນການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານສັກຍະພາບ. ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານສັກຍະພາບໄຟຟ້າ (ΔEP) ສາມາດຮູ້ໄດ້ເມື່ອປະຈຸໄຟຟ້າບວກເຄື່ອນທີ່ຈາກແຜ່ນທີ່ມີສັກຍະພາບສູງ (ແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸບວກ) ໄປຫາແຜ່ນທີ່ມີສັກຍະພາບຕ່ຳ (ແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸລົບ).
ສຳລັບການປຽບທຽບ, ເມື່ອໝາກມ່ວງຢູ່ເທິງກ້ານຂອງມັນ, ໝາກມ່ວງມີພະລັງງານທ່າແຮງທາງດ້ານແຮງໂນ້ມຖ່ວງ, ແຕ່ບໍ່ສາມາດຮູ້ຄຸນຄ່າຂອງມັນໄດ້. ຖ້າໝາກມ່ວງຖືກເລັ່ງໃຫ້ຕົກລົງພື້ນດິນດ້ວຍແຮງໂນ້ມຖ່ວງ, ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານທ່າແຮງທາງດ້ານແຮງໂນ້ມຖ່ວງຂອງໝາກມ່ວງສາມາດຮູ້ໄດ້ຜ່ານການຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ສູດ W = ΔEP = mgh,
ບ່ອນທີ່ m = ມວນສານ, g = ຄວາມເລັ່ງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ, h = ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງໝາກມ່ວງ ແລະ ໜ້າດິນ.
ເຊັ່ນດຽວກັນ, ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານສັກກະຍະພາບໄຟຟ້າຂອງປະຈຸໄຟຟ້າສາມາດຮູ້ໄດ້ເມື່ອແຮງໄຟຟ້າເລັ່ງປະຈຸໄຟຟ້າຈາກຈຸດໜຶ່ງໄປຫາອີກຈຸດໜຶ່ງ. ດັ່ງທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ກ່ອນໜ້ານີ້, ຖ້າປະຈຸໄຟຟ້າບວກເຄື່ອນທີ່ຈາກແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າບວກໄປຫາແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າລົບ,
ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າແມ່ນຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ສູດ W = ΔEP = q E d, ບ່ອນທີ່ q = ປະຈຸໄຟຟ້າ, E = ສະໜາມໄຟຟ້າ ແລະ d = ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສະຖານທີ່ໜຶ່ງ ແລະ ອີກສະຖານທີ່ໜຶ່ງ. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ຖ້າປະຈຸລົບເຄື່ອນທີ່ຈາກແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸລົບໄປຫາແຜ່ນທີ່ມີປະຈຸບວກ, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າຂອງປະຈຸລົບແມ່ນຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ສູດ W = ΔEP = q E d.
ພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າຂອງປະຈຸສອງຈຸດ
ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານສັກກະຍະພາບທາງໄຟຟ້າບໍ່ພຽງແຕ່ເກີດຂຶ້ນຈາກປະຈຸໄຟຟ້າໃນສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ເປັນເອກະພາບເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງເກີດຈາກສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍປະຈຸໄຟຟ້າດຽວອີກດ້ວຍ. ສົມມຸດວ່າມີປະຈຸໄຟຟ້າ Q ດຽວທີ່ຜະລິດສະໜາມໄຟຟ້າ ແລະ ປະຈຸໄຟຟ້າ q ມີໄລຍະຫ່າງ r ຈາກປະຈຸໄຟຟ້າ Q.

![]()
Q = ປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດສະໜາມໄຟຟ້າ
q = ປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ຖືກຍົກຍ້າຍໃນສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍປະຈຸ Q
d = r = ໄລຍະຫ່າງຂອງປະຈຸໄຟຟ້າ q ຈາກປະຈຸໄຟຟ້າ Q.
ຖ້າປະຈຸໄຟຟ້າທັງສອງມີເຄື່ອງໝາຍດຽວກັນ, + ຫຼື -, ປະຈຸໄຟຟ້າທັງສອງຈະຖອຍກັນ ຫຼື ຫ່າງກັນ ເພື່ອໃຫ້ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານສັກຍະພາບເປັນບວກ (ພະລັງງານສັກຍະພາບໄຟຟ້າເພີ່ມຂຶ້ນ). ນີ້ຄືກັບວັດຖຸມວນສານທີ່ເຄື່ອນທີ່ຂຶ້ນໄປຈາກໂລກ ເພື່ອໃຫ້ຄວາມສູງ ແລະ ພະລັງງານສັກຍະພາບແຮງໂນ້ມຖ່ວງເພີ່ມຂຶ້ນ. ໃນທາງກັບກັນ, ຖ້າເຄື່ອງໝາຍຂອງປະຈຸໄຟຟ້າທັງສອງບໍ່ຄືກັນ, ປະຈຸໄຟຟ້າທັງສອງຈະດຶງກັນ ຫຼື ເຂົ້າໃກ້ກັນ ເພື່ອໃຫ້ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານສັກຍະພາບເປັນລົບ (ພະລັງງານສັກຍະພາບໄຟຟ້າຫຼຸດລົງ). ນີ້ຄືກັບວັດຖຸມວນສານທີ່ເຄື່ອນທີ່ລົງມາໃກ້ໜ້າໂລກ ເພື່ອໃຫ້ຄວາມສູງ ແລະ ພະລັງງານສັກຍະພາບແຮງໂນ້ມຖ່ວງຫຼຸດລົງ.
ແຮງໄຟຟ້າເປັນແຮງອະນຸລັກ, ດັ່ງນັ້ນຮູບຮ່າງຂອງເສັ້ນທາງປະຈຸໄຟຟ້າຈຶ່ງບໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າ. ສິ່ງທີ່ມີອິດທິພົນຕໍ່ຄ່າຂອງການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າ, ແມ່ນຕຳແໜ່ງເລີ່ມຕົ້ນ ແລະ ຕຳແໜ່ງສຸດທ້າຍຂອງປະຈຸໄຟຟ້າ.
ໃນຫົວຂໍ້ຕໍ່ໄປຈະໄດ້ສຶກສາກ່ຽວກັບທ່າແຮງໄຟຟ້າ, ປະລິມານທາງກາຍະພາບທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຢ່າງແຂງແຮງກັບພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າ.