3 întrebări despre ecuația diferenței de potențial
1. O sarcină electrică este deplasată într-un câmp electric omogen cu o forță de 2√3 N pe o distanță de 20 cm. Dacă direcția forței formează un unghi de 30 ° față de deplasarea sarcinii electrice, care este diferența dintre energia potențială electrică în pozițiile inițială și finală ale sarcinii electrice?
Cunoscut:
Forța (F) = 2√3 N
Distanță (s) = 20 cm = 0.2 m
Unghi (θ) = 30 °
Cerere: Diferența de potențial electric
Soluţie:
Lucrul mecanic de transfer al sarcinii +q de la a la b este egal cu diferența de energie potențială electrică în punctele a și b.
ΔEP = ΔW
Dacă direcția forței F în raport cu direcția de transfer de sarcină +q este înclinată θ, atunci lucrul mecanic al transferului de sarcină +q de la a la b este:
ΔW = F Δs cos θ = ( 2 √ 3 )(0,2)(cos 30) = (0,4 √ 3 )(0,5 √ 3 ) = (0,2)(3) = 0,6 Joule
2. Dacă se știe că sarcina și capacitatea condensatoarelor sunt de 5 µC și respectiv 20 µF, determinați diferența de potențial a condensatoarelor.
Cunoscut:
Sarcină electrică (q) = 5 µC = 5 x 10⁻⁶ C
Capacitatea condensatorului (C) = 20 µF = 20 x 10⁻⁶ F
Cerere: Diferența de potențial a condensatorului (V)
Soluţie:
Formula pentru diferența de potențial a condensatorului, capacitatea condensatorului și sarcina acestuia:
V = q / C = (5 x 10⁻⁶ ) / 20 x 10⁻⁶ = 5/20 = 0,25 volți
3. Două sarcini punctuale QA = -4 µC și QB = 8 µC sunt la o distanță de 16 cm. Determinați potențialul electric la jumătatea distanței dintre cele două sarcini.
Cunoscut:
Sarcina electrică 1 (Q A ) = 4 x 10⁻⁶ C
Sarcina electrică 2 (QB ) = 8 x 10⁻⁶ C
Distanța (r) = 8 cm = 0,08 m
Constanta Coulomb ( k) = 9 × 109 Nm² / C²
Cerut: Potențialul electric la C (V C )
Soluţie:
V A = k Q / r = (9 × 10⁶ ) (4 x 10⁻⁶ ) / 0,08 = (36 × 10⁶ ) / 0,08 = -450 volți
V B = k Q / r = (9 × 10⁶ ) (8 x 10⁻⁶ ) / 0,08 = (72 × 10³ ) / 0,08 = 900 volți
Potențialul electric la C (V C ) = 900 – 450 = 450 volți
