Verschil tussen elektrisch potentieel en elektrische potentiële energie

Elektrisch potentieel versus elektrische potentiële energie

Elektrisch potentieel en elektrische potentiële energie zijn twee zeer waardevolle concepten in elektrische velden en elektromagnetische theorie. In dit artikel bespreken we eerst de basis van elektrisch potentieel en elektrische potentiële energie en vervolgens het verschil tussen beide.

Wat is elektrisch potentieel?

Bij het bespreken van het elektrische potentieel is een duidelijk begrip van het elektrische veld vereist om de term te interpreteren. Alle elektrische ladingen, ongeacht of ze zich verplaatsen of stilstaan, produceren een elektrisch veld. Een elektrisch veld kan ook worden geproduceerd met behulp van elk tijdsafhankelijk magnetisch veld. Er zijn verschillende sleutelfactoren van elektrische velden, die relevant zijn om te weten. Dit zijn de elektrische veldsterkte, het elektrische veldpotentiaal en de elektrische fluxdichtheid. De elektrische veldintensiteit wordt gedefinieerd als de kracht op een eenheidspuntlading van het elektrische veld. Dit wordt gegeven door de formule E = Q / 4πεr²; waar Q de lading is, is ε de elektrische diëlektrische constante van het medium, en r is de afstand van het punt vanaf de punt Q-lading. De kracht op een geladen punt q is op dat punt gelijk aan F = Qq / 4πεr2. Omdat q 1 coulomb is, is dit ook gelijk aan de intensiteit van het elektrische veld. De elektrische potentiaal van een punt wordt gedefinieerd als de energie die nodig is om een ​​puntlading van 1 coulomb van oneindig te brengen tot het punt waarop de potentiaal wordt gemeten. Deze energie is gelijk aan het werk aan de lading wanneer de lading van het oneindige naar het punt wordt gebracht. Als beide ladingen positief zijn, is de kracht die moet worden uitgeoefend om de testlading van oneindig naar het punt te brengen altijd gelijk en antiparallel aan de afstotingskracht tussen de twee ladingen. Door F te integreren van oneindig tot r, met betrekking tot dr, krijgen we de elektrische potentiaal (V) van het punt, dat is Q / 4πεr. Aangezien r altijd positief is, als de lading negatief is, is de elektrische potentiaal ook negatief. De eenheden van elektrisch potentieel zijn joule per coulomb. Een statisch elektrisch veld is een conservatief veld. Daarom is de elektrische potentiaal van een statisch elektrisch veld padonafhankelijk. De elektrische potentiaal van een dergelijk veld is alleen afhankelijk van de positie.

Wat is elektrische potentiële energie?

Elektrische potentiële energie wordt gedefinieerd als de energie die wordt opgeslagen als gevolg van elektrische potentiaal bij het nemen van een lading van oneindig naar het gegeven punt. Het kan worden gezien dat, aangezien de elektrische potentiaal gelijk is aan het werk dat vereist is om een ​​eenheidslading te brengen, de elektrische potentiële energie het product is van de elektrische potentiaal en de lading die wordt gebracht. Omdat potentiële energie = V * q, als zowel V als q hetzelfde teken hebben, wat betekent dat de Q en q van hetzelfde teken zijn, is de potentiële energie positief. Een extern werk is vereist om de lading te brengen. Als de tekens verschillend zijn, wordt de potentiële energie negatief. Dit geeft aan dat het werk wordt gedaan vanuit het systeem zelf.