ຄໍານິຍາມຂອງທ່າແຮງໄຟຟ້າ
ທ່າແຮງໄຟຟ້າຖືກນິຍາມວ່າເປັນ ພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າ ຕໍ່ໜ່ວຍປະຈຸໄຟຟ້າ. ສົມມຸດວ່າເມື່ອມັນຢູ່ທີ່ຈຸດ a, ປະຈຸໄຟຟ້າ q ມີພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າເທົ່າກັບ EP a , ຫຼັງຈາກນັ້ນທ່າແຮງໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດ a ແມ່ນໄດ້ກຳໜົດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
V = ທ່າແຮງໄຟຟ້າ, EP = ພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າ, q = ປະຈຸໄຟຟ້າ
V ບໍ່ພຽງແຕ່ຢູ່ຈຸດ a ເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງຢູ່ທຸກຈຸດໃນ ສະໜາມໄຟຟ້າ. ຈຸດ a ຖືກໃຊ້ເປັນຕົວຢ່າງ. ດັ່ງທີ່ຈະໄດ້ອະທິບາຍຕໍ່ໄປ, V ບໍ່ໄດ້ຂຶ້ນກັບປະຈຸໄຟຟ້າ q.
EP ແລະ ປະຈຸໄຟຟ້າແມ່ນປະລິມານສະເກລາ ດັ່ງນັ້ນ V ຈຶ່ງປະກອບມີປະລິມານສະເກລາ. ຫົວໜ່ວຍລະບົບສາກົນຂອງ EP ແມ່ນ Joule ແລະ ຫົວໜ່ວຍລະບົບສາກົນຂອງປະຈຸໄຟຟ້າແມ່ນ Coulomb ດັ່ງນັ້ນຫົວໜ່ວຍລະບົບສາກົນຂອງ V ແມ່ນ Joule ຕໍ່ Coulomb (J/C). ຊື່ອື່ນສຳລັບ J/C ແມ່ນ Volt, ເຊິ່ງມາຈາກຊື່ຂອງນັກວິທະຍາສາດ ແລະ ຜູ້ປະດິດແບັດເຕີຣີໄຟຟ້າຊາວອິຕາລີ, Alessandro Volta (1745-1827).
ຄວາມແຕກຕ່າງດ້ານທ່າແຮງໄຟຟ້າ
V ຢູ່ຈຸດເຊັ່ນ V ຢູ່ຈຸດ a, ເຊັ່ນ V a , ບໍ່ສາມາດຮູ້ໄດ້ເພາະວ່າສິ່ງທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດແມ່ນການປ່ຽນແປງຂອງທ່າແຮງໄຟຟ້າ. ການປ່ຽນແປງຂອງທ່າແຮງໄຟຟ້າສາມາດຮູ້ໄດ້ໂດຍຄ່າຂອງມັນ, ບໍ່ວ່າຈະຜ່ານການຄິດໄລ່ ຫຼື ການວັດແທກ. V ປ່ຽນແປງເມື່ອປະຈຸໄຟຟ້າ q ເຄື່ອນທີ່ຈາກຈຸດໜຶ່ງໄປຫາອີກຈຸດໜຶ່ງ. ສົມມຸດວ່າປະຈຸໄຟຟ້າ q ເຄື່ອນທີ່ຈາກຈຸດ a ໄປຫາຈຸດ b ແລ້ວການປ່ຽນແປງຂອງ V ແມ່ນ:
Vab ແມ່ນຄວາມແຕກຕ່າງ V ລະຫວ່າງສອງຈຸດໃນສະໜາມໄຟຟ້າ, ຕົວຢ່າງ, ຈຸດ a ແລະ b. ຄວາມແຕກຕ່າງໃນ V ລະຫວ່າງຈຸດ a ແລະ b (Vab ) ແມ່ນຄືກັນກັບວຽກທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໄຟຟ້າໃນປະຈຸໄຟຟ້າເມື່ອເຄື່ອນທີ່ຈາກຈຸດ a ໄປຫາຈຸດ b, ຕໍ່ໜ່ວຍປະຈຸ (Wab / q). ຄວນສັງເກດວ່າວຽກທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໄຟຟ້າຂອງປະຈຸ q ເມື່ອເຄື່ອນທີ່ຈາກຈຸດ a ໄປຫາຈຸດ b (Wab ) ແມ່ນເທົ່າກັບການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານສັກຍະພາບໄຟຟ້າຂອງປະຈຸ q (ΔEP). ດັ່ງນັ້ນ, ໃນສົມຜົນຂ້າງເທິງ, ΔEP ສາມາດຖືກທົດແທນດ້ວຍ Wab.
ເມື່ອວັດຖຸຢູ່ໃນລະດັບຄວາມສູງໃດໜຶ່ງເໜືອໜ້າດິນ, ມັນມີພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ, ບ່ອນທີ່ໜ້າດິນຖືກໃຊ້ເປັນຈຸດອ້າງອີງ. ໃນກໍລະນີນີ້, ຄວາມສູງຂອງໜ້າດິນ ແລະ ພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງທີ່ຢູ່ໜ້າດິນຖືກຕັ້ງເປັນສູນ. ຄ້າຍຄືກັບພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ, ເມື່ອພວກເຮົາລະບຸຈຸດທີ່ມີທ່າແຮງໄຟຟ້າທີ່ແນ່ນອນ, ມັນຕ້ອງເປັນຈຸດອື່ນທີ່ໃຊ້ເປັນຈຸດອ້າງອີງ, ໂດຍພິຈາລະນາພຽງແຕ່ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງທ່າແຮງໄຟຟ້າທີ່ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ, ສາຍດິນ ຫຼື ຕົວນຳໄຟຟ້າທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບສາຍດິນຖືກເລືອກເປັນຈຸດອ້າງອີງ, ບ່ອນທີ່ທ່າແຮງໄຟຟ້າຂອງຕົວນຳ ຫຼື ທ່າແຮງໄຟຟ້າໃນສາຍດິນຖືກຕັ້ງເປັນສູນ. ສະນັ້ນ, ຖ້າຈຸດມີທ່າແຮງໄຟຟ້າ 12 ໂວນ, ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງທ່າແຮງໄຟຟ້າລະຫວ່າງຈຸດນັ້ນ ແລະ ສາຍດິນແມ່ນ 12 ໂວນ. ທີ່ແບັດເຕີຣີ 6 ໂວນ, ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງທ່າແຮງໄຟຟ້າລະຫວ່າງຂົ້ວບວກ ແລະ ຂົ້ວລົບແມ່ນ 6 ໂວນ. ເນື່ອງຈາກຫົວໜ່ວຍຂອງຄວາມແຕກຕ່າງຂອງທ່າແຮງໄຟຟ້າແມ່ນໂວນ, ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງທ່າແຮງໄຟຟ້າລະຫວ່າງສອງຈຸດມັກຈະຖືກເອີ້ນວ່າແຮງດັນໄຟຟ້າ.
ສົມຜົນຄວາມແຕກຕ່າງທາງທ່າແຮງທາງໄຟຟ້າຂ້າງເທິງນີ້ສາມາດຂຽນໄດ້ອີກດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ຖ້າປະຈຸໄຟຟ້າ q ຜ່ານຄວາມແຕກຕ່າງຂອງທ່າແຮງໄຟຟ້າ V ab , ພະລັງງານທ່າແຮງຈະປ່ຽນແປງໂດຍ ΔEP. ຕົວຢ່າງ, ປະຈຸໄຟຟ້າ 2 ຄູລອມຜ່ານຄວາມແຕກຕ່າງຂອງທ່າແຮງໄຟຟ້າ 12 ໂວນ, ພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າຈະປ່ຽນແປງໂດຍ (2 C)(12 V) = 24 ຈູນ. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ຖ້າປະຈຸໄຟຟ້າ 4 ຄູລອມຜ່ານຄວາມແຕກຕ່າງຂອງທ່າແຮງໄຟຟ້າ 24 ໂວນ, ພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າຈະປ່ຽນແປງໂດຍ (4 C)(24 V) = 96 ຈູນ.
ດັ່ງນັ້ນ, ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານສັກຍະພາບໄຟຟ້າ (ΔEP) ແມ່ນມີສັດສ່ວນກັບປະຈຸ (q) ແລະແຮງດັນ (V ab ). ຍິ່ງປະຈຸໄຟຟ້າ ແລະ ແຮງດັນສູງຂຶ້ນເທົ່າໃດ, ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານສັກຍະພາບໄຟຟ້າກໍ່ຈະສູງຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ. ພະລັງງານສັກຍະພາບກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມສາມາດໃນການເຮັດວຽກ, ດັ່ງນັ້ນຖ້າການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານສັກຍະພາບໄຟຟ້າມີຄວາມສຳຄັນ, ຄວາມສາມາດໃນການເຮັດວຽກກໍ່ມີຄວາມສຳຄັນເຊັ່ນກັນ.
ສົມຜົນຂອງຄວາມແຕກຕ່າງຂອງ V ຂ້າງເທິງນີ້ຍັງເປັນສົມຜົນທົ່ວໄປ. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ສົມຜົນ V ທີ່ມີລາຍລະອຽດຫຼາຍຂຶ້ນ, ໃຫ້ທົບທວນຄືນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງທ່າແຮງໄຟຟ້າໃນສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ເປັນເອກະພາບ ແລະ ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງທ່າແຮງໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍປະຈຸໄຟຟ້າດຽວ.
ທ່າແຮງໄຟຟ້າໃນສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ເປັນເອກະພາບ
ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງ V ລະຫວ່າງສອງຈຸດໃນສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ເປັນເອກະພາບ, ຕົວຢ່າງ, ຈຸດ a ແລະຈຸດ b, ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນຂ້າງລຸ່ມນີ້:
V ab = ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງ V ລະຫວ່າງສອງຈຸດ, E = ສະໜາມໄຟຟ້າ, ແລະ d = ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສອງຈຸດ.
V ຜະລິດໂດຍການສາກໄຟດຽວ
V ຢູ່ຈຸດໜຶ່ງຍ້ອນປະຈຸໄຟຟ້າດຽວທີ່ສ້າງສະໜາມໄຟຟ້າສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນ:
V ab = ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງ V ລະຫວ່າງສອງຈຸດ, k = ຄ່າຄົງທີ່ຂອງຄູລອມ, Q = ປະຈຸໄຟຟ້າດ່ຽວທີ່ຜະລິດສະໜາມໄຟຟ້າ, r = ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງປະຈຸໄຟຟ້າ Q ແລະຈຸດທີ່ຄິດໄລ່ V.
ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງສະໜາມໄຟຟ້າ (E) ແລະ ທ່າແຮງໄຟຟ້າ (V)
ສະໜາມໄຟຟ້າ E ເປັນປະລິມານເວັກເຕີ, ໃນຂະນະທີ່ V ເປັນປະລິມານສະເກລາ. ປະລິມານເວັກເຕີກ່ຽວຂ້ອງກັບທິດທາງ ດັ່ງນັ້ນມັນຈຶ່ງທ້າທາຍໃນການຄິດໄລ່ຫຼາຍກວ່າເມື່ອທຽບກັບການຄິດໄລ່ປະລິມານສະເກລາ. ເພື່ອຄວາມສະດວກໃນການຄິດໄລ່ສະໜາມໄຟຟ້າ, ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນທີ່ລະບຸຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງສະໜາມໄຟຟ້າ ແລະ V.
ສົມຜົນຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ມີທ່າແຮງທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ກ່ອນໜ້ານີ້ໄດ້ຖືກຂຽນຄືນໃໝ່ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ໃນທາງຄະນິດສາດ, ວຽກແມ່ນຜົນຄູນຂອງແຮງ ແລະ ການຍ້າຍບ່ອນ, ເຊິ່ງແຮງແມ່ນຜົນຄູນຂອງປະຈຸ ແລະ ສະໜາມໄຟຟ້າ. ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງວຽກ, ແຮງ ແລະ ການຍ້າຍບ່ອນແມ່ນສະແດງອອກຜ່ານສົມຜົນຂ້າງລຸ່ມນີ້:
ຖ້າເອົາສົມຜົນສອງຢ່າງຂ້າງເທິງມາລວມກັນ, ສົມຜົນໃໝ່ຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນດັ່ງລຸ່ມນີ້:
E = ສະໜາມໄຟຟ້າ, V ab = ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງທ່າແຮງໄຟຟ້າລະຫວ່າງສອງຈຸດ ເຊັ່ນ: ຈຸດ a ແລະ b, d = ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສອງຈຸດ.
ຫົວໜ່ວຍຂອງຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ມີທ່າແຮງແມ່ນໂວນ, ແລະຫົວໜ່ວຍຂອງໄລຍະທາງແມ່ນແມັດ ເພື່ອໃຫ້ສາມາດລະບຸສະໜາມໄຟຟ້າເປັນຫົວໜ່ວຍໂວນຕໍ່ແມັດ (V/m).
ສົມຜົນນີ້ສາມາດໃຊ້ເພື່ອກຳນົດສະໜາມໄຟຟ້າ (ທີ່ເປັນເອກະພາບ) ທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ມີທ່າແຮງລະຫວ່າງສອງຈຸດ ແລະ ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສອງຈຸດ. ໂດຍອີງໃສ່ສົມຜົນ, ສະໜາມໄຟຟ້າແມ່ນສັດສ່ວນກັບ V ແລະ ສັດສ່ວນກັບໄລຍະທາງ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ V ສູງເທົ່າໃດ, ສະໜາມໄຟຟ້າກໍ່ຍິ່ງສູງເທົ່ານັ້ນ ແລະ ໄລຍະທາງສູງເທົ່າໃດ, ສະໜາມໄຟຟ້າກໍ່ຍິ່ງນ້ອຍລົງເທົ່ານັ້ນ.
