Električni potencijal u odnosu na električnu potencijalnu energiju
Električni potencijal i električna potencijalna energija dva su vrlo vrijedna koncepta u električnim poljima i elektromagnetskoj teoriji. U ovom ćemo članku prvo raspravljati o osnovama električnog potencijala i električne potencijalne energije, a zatim o razlici između to dvoje.
Što je električni potencijal?
Kada se govori o električnom potencijalu, za tumačenje pojma potrebno je jasno razumijevanje električnog polja. Svi električni naboji, bilo da se kreću ili miruju, proizvode električno polje. Električno polje također se može proizvesti pomoću bilo kojeg vremenski promjenjivog magnetskog polja. Postoji nekoliko ključnih čimbenika električnih polja koje je važno znati. To su intenzitet električnog polja, potencijal električnog polja i gustoća električnog toka. Intenzitet električnog polja definiran je kao sila na jedinični točkasti naboj iz električnog polja. To je dano formulom E=Q/4πεr2; gdje je Q naboj, ε električna permitivnost medija, a r udaljenost točke od točke Q naboja. Sila na točkasti naboj q smješten u toj točki jednaka je F=Qq/4πεr2. Budući da je q 1 kulon, to je također jednako intenzitetu električnog polja. Električni potencijal točke definiran je kao energija potrebna da se točkasti naboj od 1 kulona dovede od beskonačnosti do točke u kojoj se mjeri potencijal. Ta je energija jednaka radu obavljenom na naboju pri dovođenju naboja iz beskonačnosti u točku. Ako su oba naboja pozitivna, sila koja se mora primijeniti da se ispitni naboj prenese od beskonačnosti do točke uvijek je jednaka i antiparalelna sili odbijanja između dva naboja. Integriranjem F, od beskonačnosti do r, s obzirom na dr, dobivamo električni potencijal (V) točke, koji je Q/4πεr. Budući da je r uvijek pozitivan, ako je naboj negativan, električni potencijal je također negativan. Jedinice električnog potencijala su džul po kulonu. Statičko električno polje je konzervativno polje. Stoga je električni potencijal statičkog električnog polja neovisan o putu. Električni potencijal takvog polja ovisi samo o položaju.
Što je električna potencijalna energija?
Električna potencijalna energija definirana je kao energija pohranjena zbog električnog potencijala pri preuzimanju naboja od beskonačnosti do dane točke. Može se vidjeti da, budući da je električni potencijal jednak radu potrebnom za dovođenje jediničnog naboja, električna potencijalna energija je umnožak električnog potencijala i naboja koji je doveden. Budući da je potencijalna energija=Vq, ako su i V i q istog predznaka, što znači da su Q i q istog predznaka, potencijalna energija je pozitivna. Za naplatu je potreban vanjski rad. Ako su predznaci različiti, potencijalna energija postaje negativna. Ovo znači da se posao obavlja iz samog sustava.
Koja je razlika između električnog potencijala i električne potencijalne energije?
• Električni potencijal ovisi samo o naboju koji se mjeri. Električna potencijalna energija ovisi o oba naboja.
• Električni potencijal se mjeri u voltima ili džulima po kulonu. Električna potencijalna energija se mjeri u džulima.
