Diferența dintre potențialul electric și energia electrică potențială

Potențial electric vs. energie potențială electrică

Potențialul electric și energia electrică potențială sunt două concepte foarte valoroase în câmpurile electrice și în teoria electromagnetică. În acest articol, vom discuta despre elementele de bază ale potențialului electric și ale energiei electrice potențiale și apoi diferența dintre cele două.

Ce este potențialul electric?

Atunci când se discută despre potențialul electric, este necesară o înțelegere clară a câmpului electric pentru a interpreta termenul. Toate încărcăturile electrice, indiferent dacă sunt în mișcare sau staționare, produc un câmp electric. Un câmp electric poate fi produs, de asemenea, folosind câmpuri magnetice variabile în orice moment. Există câțiva factori-cheie ai câmpurilor electrice, care sunt pertinenți de știut. Acestea sunt intensitatea câmpului electric, potențialul câmpului electric și densitatea fluxului electric. Intensitatea câmpului electric este definită ca forța pe o sarcină de punct unitar din câmpul electric. Aceasta este dată de formula E = Q / 4per²; unde Q este sarcina, ε este permitivitatea electrică a mediului și r este distanța punctului față de sarcina punct Q. Forța pe o sarcină punct q plasată în acel punct este egală cu F = Qq / 4perr2. Deoarece q este 1 coulomb, aceasta este de asemenea egală cu intensitatea câmpului electric. Potențialul electric al unui punct este definit ca fiind energia necesară pentru a aduce o sarcină punctuală de 1 coulomb de la infinit până la punctul în care se măsoară potențialul. Această energie este egală cu lucrarea făcută în sarcină atunci când aduce sarcina de la infinit până la punct. Dacă ambele încărcări sunt pozitive, forța care trebuie aplicată pentru a lua sarcina de încercare de la infinit la punct este întotdeauna egală și antiparalel cu forța de respingere dintre cele două încărcături. Prin integrarea F, de la infinit la r, în raport cu dr, obținem potențialul electric (V) al punctului, care este Q / 4per. Deoarece r este întotdeauna pozitiv, dacă încărcarea este negativă, potențialul electric este de asemenea negativ. Unitățile de potențial electric sunt joule per coulomb. Un câmp electric static este un câmp conservator. Prin urmare, potențialul electric al unui câmp electric static este independent de cale. Potențialul electric al unui astfel de câmp depinde numai de poziție.

Ce este energia electrică potențială?

Energia potențială electrică este definită ca energia stocată datorită potențialului electric atunci când se ia o sarcină de la infinit la punctul dat. Se poate observa că, deoarece potențialul electric este egal cu munca necesară pentru a aduce o încărcare unitară, energia electrică potențială este produsul potențialului electric și al sarcinii care este adusă. Deoarece energia potențială = V * q, dacă atât V cât și q sunt de același semn, ceea ce înseamnă că Q și q sunt de același semn, energia potențială este pozitivă. O lucrare externă este necesară pentru a aduce sarcina. Dacă semnele sunt diferite, energia potențială devine negativă. Aceasta indică faptul că lucrarea se face de la sistemul în sine.