Потенциальная энергия заряда и разность потенциалов

Физика > Электрическая потенциальная энергия и потенциальная разница

Узнайте, как определить потенциальную энергию между электрическими зарядами: чему равна потенциальная энергия двух зарядов, формула, разность потенциалов.

Между зарядами возникает электрическая потенциальная энергия. Разность потенциалов отображает энергию, которую тратит заряд на передвижение из точки А в В.

Задача обучения

• Определить потенциальную энергию между зарядами.

Основные пункты

• Электрическая потенциальная энергия появляется из-за кулоновских сил. Потенциальную энергию рассчитывают по формуле: 
• Эту формулу можно изменить для потенциала между зарядами, пока учитывается взаимодействие каждого. Например, потенциал между тремя зарядами:  
• Напряжение – разность электрической потенциальной энергии между двумя точками (ΔV).

Термины

• Кулон – производная единицы электрического заряда (С).
• Потенциальная энергия – энергия объекта в его положении или состоянии.

Электрическая потенциальная энергия формируется в следствии действия кулоновских сил. Измеряется в джоулях и основывается на позиции зарядов и их величины. Как определить потенциальную энергию между зарядами? Ее можно вывести по формуле:

Если перемену испытывают три или больше зарядов, то уравнение можно изменить так, чтобы потенциальная энергия между зарядами суммировалась:

Здесь r₁₂ – дистанция между Q₁ и Q₂. Эту формулу можно изменить для любого количества зарядов.

Разность потенциалов

Давайте рассмотрим разность потенциалов. Напряжение – отличие электрических потенциалов энергии между двумя точкам (ΔV). Оно отображает работу на единицу заряда, которую нужно выполнить для транспортировки заряда из одной точки в другую. Может быть источником энергии, а также потерянной, сохраненной и использованной.

Отрицательные заряды притягиваются к более высоким напряжениям, а положительные – к низким. Поэтому ток в проводе течет от низкого к высокому напряжению. Потенциальная разница не основывается на маршруте перемещения и ее можно вычислить любым из определенного набора инструментом (вольтметр, осциллограф, потенциометр). Также применяют закон Ома.

---