영역의 전기장은 벡터 양 E로 설명된다; 동일한 필드는 각 지점에서 스칼라 수량 V로 설명 할 수 있습니다. 이 스칼라 수량은 전위로 정의됩니다.
테스트 충전 q가 전기장에 의해 A 지점에서 B로 이동하는 반면 다른 모든 충전은 고정되어있는 경우 고려하십시오. 이 변위로 인해 전위 에너지가 UB - UA에 의해 변하는 경우, 우리는 지점 A와 B의 전위차가
라고 말합니다.vb-va =(ub-ua)/q
전위차의 SI 단위는 이탈리아 과학자이자 전기 실험자 Alessandro Volta를 기리기 위해 하나의 볼트 (1V)입니다.
1V =1 볼트 =1 J/C =1 Joule/Coulomb
두 지점 사이의 전위 차이를 측정하는 도구는 전압계라고합니다.
전위차와 작업의 관계
이제 운동 에너지를 변경하지 않고 시험 전하가 전기장으로 이동한다고 가정 해 봅시다. 요금에 대한 총 작업은 작업 에너지 정리에서 0이어야합니다.
Wext가 외부 에이전트가 수행 한 작업이고 WEL은 전하가 이동함에 따라 전기장이 수행 한 작업 인 경우
가 있습니다
w (총) =0
또는, wext+wel =0
또는, wext =-wel
또는, wext =-u
여기서 ΔU는 전위 에너지의 변화입니다.
이 방정식과 잠재적 차이에 대해 알게 된 방정식을 사용하여 쓸 수 있습니다.
va-vb =wext/q
다시 말해서, A에 관한 A의 잠재력은 장치에서 전기 요금을 전기 힘에 대해 천천히 이동하기 위해 수행 해야하는 작업과 같습니다.
.잠재적 에너지는 스칼라 양이기 때문에 전위차는 스칼라 양입니다. 따라서, V1이 전하 Q1로 인해 주어진 지점에서 잠재력이고, 유사하게 v2는 충전 Q2로 인한 동일한 지점에서 잠재력이면, 두 충전으로 인한 잠재력은 v1 + v2입니다.
.전기장과의 전위차
우리는 테스트 전하 Q의 힘 F가 F =QE로 작성 될 수 있으며, 여기서 e는 전기장입니다. 따라서 시험 전하가 A에서 B로 이동함에 따라 전기 힘에 의해 수행 된 작업 방정식에서
VA-VB의 값은 WA-B의 값이 경로와 독립적 인 것처럼 A에서 B로 취한 경로와 무관합니다. 위의 방정식을 해석하려면 E는 테스트 충전에 대한 단위 충전 당 전기 힘임을 기억하십시오. 라인 적분이 양수 인 경우, 전기장은 a에서 b로 이동할 때 양수 시험 전하에 양수 작업을 수행합니다. 이 경우, 시험 전하가 이동함에 따라 전위가 감소하므로 단위 충전 당 전위 에너지도 감소합니다. 따라서 VB는 VA보다 작고 VA-VB는 양수입니다.
이 방정식은 이전 방정식과 비교하여 음수 부호를 가지며 한계는 역전됩니다. 따라서 두 방정식은 모두 동일합니다.
그러나 위의 방정식에는 다른 해석이 있습니다. 전기 힘에 대해 단위 전하를 이동하려면 단위 충전 당 전기 힘과 동일하고 반대되는 단위 충전 당 외부 힘을 적용해야합니다.
위의 방정식은 전위차의 단위가 전기장의 단위에 단위 거리의 단위와 동일하다는 것을 보여줍니다. 따라서 전기장의 단위는 미터당 볼트로 표현 될 수 있습니다.
차동 형식 :위의 방정식은
로 쓸 수 있습니다.dv =-edlcos
또는 -dv/dl =Ecos
우리는 -dv/dl이 변위 dl 방향으로 전기장의 구성 요소를 제공한다는 것을 알 수 있습니다.
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거리 DL을 필드 방향으로 움직이면 ɸ는 0이고 -dv/dl =e는 최대입니다. 따라서 전기장은 전위가 최대 속도로 감소하는 방향을 따라 있습니다.
-
작은 변위 dl이 전기장에 수직 인 경우 ɸ =90o 및 dv =-e.dl =0입니다. 전위는 전기장에 수직 방향으로 변하지 않습니다.
.
장비 표면
표면이 표면의 모든 지점에서 전위가 동일하도록 표면이 그려지면 장비 표면이라고합니다.
전기장의 구성 요소는이 방향으로 전위가 변하지 않기 때문에 0입니다. 따라서 전기장은 장비 표면에 수직입니다.
예를 들어, 포인트 전하의 경우 전기장은 방사형이며, 장비 표면은 충전중인 중심이있는 동심원입니다.
결론
위의 기사에서 우리는 전력 차이가 무엇인지 배웠습니다.
그 뒤에 공식화 및 수행 된 작업과의 관계가 뒤 따릅니다. 그런 다음 전기장과 전위차 사이의 관계를 보았습니다. 우리는 차별적 형태의 잠재력뿐만 아니라 통합적 인 유도를 도출했습니다. 마지막으로, 우리는 예제의 도움으로 장비 표면이 무엇인지 보았습니다.
