Δυναμική Ενέργεια (U)

Η δυναμική ενέργεια ενός φορτίου q σε ένα σημείο Σ εκφράζει το έργο της δύναμης του πεδίου κατά την μετακίνηση ενός φορτίου από το σημείο Σ στο άπειρο, δηλαδή:

    \[U_Σ = W_{Σ\rightarrow\infty} \]

Σε ένα πεδίο Coulomb που δημιουργείται από στατικό φορτίο Q, η δυναμική ενέργεια ενός φορτίου q που βρίσκεται σε απόσταση r από το Q, δίνεται από τον τύπο:

    \[U_Σ = k_c \cdot \frac{Q\cdot q}{r}\]

 

  • Όταν η δυναμική ενέργεια είναι θετική (άρα και το έργο θετικό), σημαίνει ότι αν αφήσουμε ελεύθερο το φορτίο, θα μετακινηθει μόνο του στο άπειρο (η δύναμη του πεδίου το βοηθάει).
  • Όταν είναι αρνητική, σημαίνει ότι θα χρειαστεί να καταναλώσουμε εμείς ενέργεια για να το μετακινήσουμε στο άπειρο (η δύναμη του πεδίου εμποδίζει την μετακίνηση).

Δυναμικό (V)

Δυναμικό σε μία θέση Σ ενός ηλεκτρικού πεδίου ονομάζουμε το μονόμετρο φυσικό μέγεθος που ορίζεται ως το πηλίκο της δυναμικής ενέργειας ενός φορτίου q στη θέση Σ προς το φορτίο αυτό.

    \[V_Σ = \frac{U_Σ}{q} =  \frac{W_{Σ\rightarrow\infty}}{q}\]

Η μονάδα μέτρησης του δυναμικού στο S.I. είναι το 1V = 1J/C (Βολτ)

Σε ένα ηλεκτροστατικό πεδίο Coulomb, που δημιουργείται από ένα φορτίο Q, το δυναμικό σε ένα σημείο Σ που απέχει απόσταση r από το φορτίο αυτό, δίνεται από τη σχέση:

    \[V_Σ = k_c \cdot \frac{Q}{r}\]

Η σχέση αυτή προκύπτει από τον ορισμό του δυναμικού αν αντικαταστήσουμε την δυναμική ενέργεια με την σχέση της για το ηλεκτροστατικό πεδίο.


Διαφορά Δυναμικού (VΑΒ)

Η διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων Α και Β είναι:

    \[V_{AB} = V_A - V_B = \frac{W_{A\rightarrow B}}{q}\]

κι εκφράζει το έργο της δύναμης του πεδίου όταν μετακινείται ένα φορτίο q από το σημείο Α στο Β.

 

Αυτό σημαίνει ότι, για ένα θετικό φορτίο q, όταν η διαφορά δυναμικού είναι θετική, θα μετακινείται μόνο του από την θέση Α στη θέση Β χωρίς να χρειάζεται κάποια εξωτερική δύναμη.


 

CC BY-NC-SA 4.0 Αυτή η εργασία έχει άδεια χρήσης Creative Commons -Αναφορά Δημιουργού – Μη Εμπορική Χρήση – Παρόμοια Διανομή4.0.

Τα σχόλια είναι κλειστά.

Αλλαγή μεγέθους γραμματοσειράς
Αντίθεση
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων