고전적인 역학에서 힘, 에너지 및 잠재력은 서로 관련이 있습니다. 그 신체에 작용하는 순 힘으로 인해 몸이 가속화됩니다. 신체가 더 움직일 때 운동 에너지가 증가하고 잠재적 에너지가 감소합니다. 전기장 특성을 가진 물체는 충전 된 물체에 힘을 가합니다. 하전 된 물체가 양으로 하전되면, 힘은 해당 시점에서 전기장 벡터의 방향으로되며, 전하가 음수 인 경우 힘은 반대 방향으로 나타납니다. 힘의 크기는 전기 벡터의 크기를 곱한 전하 크기입니다.
전위 소개 :
정적 전기장 E의 지점 R에서의 전위는 라인 적분
에 의해 주어진다.v =- c ∫e.dl
여기서 C는 일부 고정 기준점에서 R 로의 임의의 상수 경로입니다. 분리 된 시스템의 총 전하는 일정하게 유지되며 정전기에서 Maxwell 세 번째 방정식 ∇ × e =0에서 전기장이 보수적이라고 결론을 내립니다. 따라서 위의 라인 적분은 C가 선택한 특정 경로에 의존하지 않고 시작 및 마감 지점에만 의존하지 않습니다. 이것은 전위 V가 어디에서나 잘 정의되어 있다는 아이디어를 제공합니다.
벡터 미적분학 표기법의 전기장은 전위의 기울기의 네거티브에 의해 주어집니다.
e =-∇v
이 표현식은 주어진 지점에서 전기장이 어떻게 계산되는지를 지정합니다.
잠재적 에너지의 개념에 의해 전위를 쉽게 이해할 수 있습니다. 잠재적 에너지는 물체가 내부에있는 저장된 에너지를 말하거나 모든 물체가 그 안에 저장하는 에너지입니다.
또한, 전기장의 하전 된 입자는 잠재적 에너지를 가지며이 정전기력으로 인해 작용할 수 있습니다. 또한, 특정 지점 또는 위치에서 단위 당 전하의 잠재적 에너지를 설명하는 것이 종종 유용합니다. 또한,이 단위 요금 당이 잠재적 에너지는 전위입니다.
간단히 말해서, 우리는 전위가 물체의 위치에 따라 잠재적 에너지를 설명하는 데 사용하는 단위 충전 당 에너지라고 말할 수 있습니다. 또한, 객체 내부는 전하 형태로 상주합니다.
전위 전위 공식 :
전기장의 한 지점에서의 전위는 단위 양성 테스트 전하를 무한대에서 해당 지점으로 전기성 힘에 대항하는 작업의 양입니다.
전위 =작업 완료 / 테스트 충전
즉, v = W /Q0
여기서 V는 전위
입니다w는 테스트 충전 Q0을 무한대에서 기준점으로 옮기는 데 수행 된 작업의 양입니다.
Q0은 긍정적 인 단위 테스트 전하입니다.
전위의 단위
잠재적 에너지의 단위는 줄라도 (J) 입니다 그리고 하나의 줄은 1 kgm2/s2와 같습니다.
전하 단위는 쿨롱 (c) 입니다
볼트 (v) 의 전위의 단위
따라서 전위의 공식으로 우리는 그것을 얻습니다.
Volt =Joules/ Coulomb
즉, v =j/c
따라서, 전위의 단위는 줄라도/쿨롱 (j/c) 또는 볼트 (v)입니다.
두 위치 간의 전위 차이는 한 곳에서 한 곳에서 한 위치에서 한 위치에서 다른 위치로 이동하는 데 한 번의 작업이 필요한 경우 하나의 볼트입니다.
.전위의 유도 :
우리는 중앙에서 'r'의 거리에서 P 지점에서 전위를 계산하기 위해 방정식을 도출 할 것입니다. 이 방정식을 도출하려면 Origin O에 배치 된 양전 포인트 전하 Q를 고려해야합니다. 정의에 따르면, 지점 P의 전위는 단위 양의 포인트 전하를 포인트 P.
로 가져 오는 작업의 양과 같습니다.
포인트 전하로 인한 전위
테스트 충전 Q0이 O의 거리 X 지점에 위치한다고 가정합니다. 테스트 충전은 전기장 강도를 측정하는 데 사용되는 전하입니다. Coulomb의 법칙에 따르면, 전하 Q0 및 Q에 작용하는 정전기 힘은 두 전하의 크기의 산물에 직접 비례하며, 그 사이의 거리의 제곱에 반비례합니다. 수학적으로
로 표현됩니다
따라서, 점 전하로 인한 전위는 구형으로 대칭 적이며, 이는 포인트 전하와 관련하여 해당 지점의 방향이 아닌 전하로부터의 관측 지점의 거리에만 의존하기 때문이다. 또한, 우리는 무한대의 잠재력이 0입니다.
결론 :
전기장의 한 지점에서의 전위는 단위 양성 테스트 전하를 무한대에서 그 지점으로 정전기력에 대해 움직일 때 수행되는 작업의 양입니다. 전위는 스칼라 수량입니다. 이것은 필드의 모든 지점의 특징적인 속성입니다.
전위의 SI 단위는 Volt (V)입니다. 전기장의 한 지점에서의 전위는 1 쿨롱의 양전하를 무한대에서 정전기력에 대한 그 지점으로 이동시켜야한다면 1 볼트라고합니다.
