전기장이있는 경우, 포인트 전하를 어느 지점에서 다른 지점으로 이동시키기위한 작업이 수행되어야합니다. 전위는 포인트 전하를 전기장에 대해 포인트 충전을 한 지점에서 다른 지점으로 옮기는 데 수행 된 작업의 양입니다. 전기장 E의 존재하에 두 개의 플레이트 1과 2 사이에 위치한 양전하 Q를 고려한다고 가정 해 봅시다. 이 충전을 옮기려면이 전기장에 대해 작업을 수행해야하며,이를 위해서는 동등하고 반대의 힘을 적용해야합니다. 이 전하를 플레이트 1에서 플레이트 2로 일부 거리 D로 이동시키기 위해 수행 해야하는 작업은 w =fd =-qed입니다. 전위의 SI 단위는 쿨롱 (볼트) 당 줄입니다.
전위 에너지
잠재적 에너지는 높이 또는 위치 덕분에 신체가 소유 한 에너지로 정의됩니다. 전기 전위 에너지의 경우, 충전은 서로 힘을 발휘합니다. 결과적으로, 잠재적 에너지는 요금 수집으로 인해 발생합니다. 공간의 어느 시점에서 긍정적 인 전하 Q를 고려해 봅시다. 또 다른 긍정적 인 전하가 더 가까워지면이 두 혐의는 반발력을 경험하고 그 힘으로 인해 잠재적 에너지가 발생합니다. 전하 Q의 잠재적 에너지는 이전 전하 Q에 더 가깝게 가져옵니다.
u =k q q / r
여기서 k는 쿨롱의 상수입니다.
그리고 R은 두 충전 사이의 분리입니다.
전기 전위의 전기 전위의 변화에 대해 논의 해 봅시다. 양전하가 전기장에 대해 이동하면 잠재적 에너지가 증가합니다. 대조적으로, 양전하가 전기장의 방향으로 이동하면 잠재적 에너지가 감소 할 것이다. 음전하의 경우 반대 변동이 발생합니다. 전위는 하전 된 입자가 자기장을 가로 지르지 않을 때까지 경로 독립적입니다.
두 지점 사이의 잠재적 에너지의 차이는 우리에게 한 지점에서 다른 지점으로 충전을 옮기는 작업을 제공합니다.
포인트 전하로 인한 전위
이 문제의 기본 부분은 전자, 점 전하입니다. 금속 표면으로 인한 전하 분포에 익숙해야합니다. 이 구형 전하 분포는 외부 필드를 만듭니다. 포인트 요금은 유사한 외부 전기장을 만듭니다. 포인트 전하로 인해 전위에 대해 자세히 논의해야합니다.
전기장의 한 지점에서 정전기 힘/전력이 적용되는 경우, 전위는 무한대에서 양수 단위 전하를 이동시키는 데 필요한 작업의 양의 척도로 특징 지어집니다. 한 지점에서 전하를 고려하십시오. 전기장의 존재로 인해, 그에 의해 생성 된 전하는 전력/힘을 적용합니다. r이 양전하 +Q와 거리가 될 때마다 전위는 다음과 같이 나타납니다.
v =q/4π 40r
여기서,
양전하에서 R은 위치 벡터
입니다Q는 소스 충전
입니다볼트는 전위의 단위
입니다1 볼트 =1 Joule Coulomb-¹
정전기 전위는 정전기 필드에 대한 전기장을 통해 1 쿨롱의 전하를 인피니티에서 특정 지점으로 이동시킴으로써 작업이 수행되는 시점에서 1 볼트로 여겨진다.
전위의 중첩
전위는 스칼라 양이며, 하전 입자 시스템의 경우 대수 법칙을 사용하여 잠재력을 추가 할 수 있습니다. Q1, Q2, Q3을 함유하는 하전 된 입자 시스템을 R1, R2, R3의 거리에서 한 지점에서 고려하십시오. 그러면이 시점의 잠재력은
입니다
문제
1. 4c의 전하로 인해 5m 거리에서 잠재력을 찾으십시오.
해결책 :여기, 여기, r =5 및 q =4
주어진 값을 다음 방정식으로 대체하면
가됩니다.
2. 5pc의 전하로 인해 1m 거리에서 잠재력을 찾으십시오.
결론
보시다시피, 정전기 전위는 필요한 작업을 평가하는 데 중요한 전하 배열 주위의 스칼라 표현입니다. 전기 요금은 필드와 함께 주변을 둘러싸고 있기 때문에 움직이고 싶다면 일을해야합니다. 전하가 움직일 때의 에너지를 전기 전위 에너지라고하며, 포인트 전하의 전위는 V =Q/4πϵ0R로 제공됩니다. 이 방정식에서, 우리는 소스에서 하전 된 입자를 더 멀리 움직일수록 전위가 낮아지고 낮아질 것이라고 결론 지었다. 전위는 무한대에서 0입니다. 또한, 중첩 원리는 입자 시스템의 전위를 계산하는 데 사용됩니다. 양전하가 전기장에 대해 이동하면 잠재적 에너지가 증가합니다. 대조적으로, 양전하가 전기장의 방향으로 이동하면 잠재적 에너지가 감소 할 것이다. 음전하의 경우 반대 변동이 발생합니다.
