일반적으로 전위 에너지는 보수적 인 쿨롱 힘으로부터 얻은 잠재적 에너지 (줄로 측정)이며 특정 시스템 내에서 특정 포인트 하전의 구성과 관련이 있습니다. 품목은 두 가지 주요 요인으로 인해 전기 전하와 다른 전기 전하 물체에 대한 상대적 위치의 두 가지 주요 요인으로 전기 전위 에너지를 가질 수 있습니다.
"전위 에너지"라는 용어는 다양한 정도의 전기장을 가진 시스템의 잠재적 에너지를 설명하는 데 사용되는 반면, "정전기 전위 에너지"라는 용어는 정전기 또는 시간 불변 전기장을 가진 시스템의 잠재적 에너지를 설명하는 데 사용됩니다.
.정의
일반적으로 포인트 하전 시스템의 전위 에너지는 무한한 거리에서 오는 시스템에서와 같이이 충전 시스템을 더 가깝게 만들어서이 충전 시스템을 조립하는 데 필요한 작업으로 정의됩니다.
대안 적으로, 모든 주어진 전하 또는 충전 시스템의 전위 에너지를 외부 에이전트에 의해 수행 한 순 작업이라고 불립니다.
전기장 e의 존재하에 위치 r에서 1 점 전하 q의 정전기 전위 에너지 q는 정전기 힘에 의해 수행 된 작업의 음수로 정의되어 해당 위치 r에 대한 기준 위치 rref를 형성합니다.
수학적으로 :
로 표시됩니다여기서는 e는 정전기 필드입니다.
DR은 변위 벡터입니다.
에너지는 1 점 전하 시스템에 저장된 에너지
단일 점 전하를 함유하는 시스템의 정전기 전위 에너지는 외부 제제가 포인트 전하를 최종 위치로 옮기는 기능을 수행 해야하는 다른 정전기 힘의 공급원이 없기 때문에 0입니다.
포인트 전하와 정전기 전위의 상호 작용에 대한 일반적인 의문이 발생합니다. 이 상호 작용은 포인트 자체를 충전하는 데 효과적이지 않기 때문에 포인트 전하 자체를 이동하는 데 기여하지 않으므로 시스템의 저장된 에너지에 기여하지 않습니다.
2 점 전하 시스템에 저장된 에너지
포인트 충전 Q1에 가까운 최종 위치로 포인트 Q를 고려해 봅시다. 따라서 Q1로 인한 전위는 다음과 같습니다.
따라서 Q1의 잠재력에서 Q의 정전기 전위 에너지 :
여기서 R1은 두 포인트 요금 간의 분리
제로 전위
잠재력의 특성은 제로 포인트가 임의적이며 좌표계의 원점처럼 설정 될 수 있다는 것입니다. 그렇다고해서 전위의 0이 설정되면 전위의 총량은 0과 관련하여 측정됩니다. 이것을 말하는 한 가지 방법은 물리적 중요성을 가진 잠재력의 변화라는 것입니다.
제로 전위 (전압)는 쉽게 사용하도록 설정되지만 일반적으로 제로 포인트를 선택할 때 실용적이거나 기하학적 개념이 있습니다. 단위 포인트 전하 또는 현지화 된 충전 수집의 경우, 무한대에서 제로 포인트를 설정하는 것이 논리적입니다. 그러나 무한한 라인 전하의 경우, 잠재력의 국부적 값이 무한대로 이동하기 때문에 합리적인 선택은 아닙니다. 전기 회로에서지면 또는 지구 전위는 일반적으로 0으로 간주되며 모든 것이 지구를 참조합니다.
결론
이 기사에서는 전위 에너지를 연구했습니다. 전위 에너지는 전기장에 전하를 이동하는 데 필요한 에너지입니다. 전기장에서 충전을 계속 이동하려면 더 많은 에너지가 필요하지만 더 강한 전기장으로 이동하기 위해 더 많은 에너지가 필요합니다.
전위 또는 전위는 전기장의 두 지점 사이의 단위 충전 당 전위 에너지의 차이입니다.
