Experientia docet Електромагнетизъм Член 10 от 34

Когато терминалите на електрическа батерия са свързани, когато възникнат искри и топлина. Тези явления показват, че енергията на батерията се трансформира в светлинна, звукова и топлинна енергия. Самата батерия преобразува химическата енергия в електрическа. Това от своя страна се трансформира в други форми на енергия (като топлина) в проводниците, които свързват клемите. За да разберем електрическите токове и как те могат да бъдат използвани за транспортиране на енергия, се нуждаем от нова концепция, която ще наречем след Волта и неговата батерия, волтаж.

електрическия
Алесандро волта

Но за да разберем какво напрежение ни е необходимо, имаме още една много проста концепция, тази на промяна в потенциалната енергия. Формално дефиницията му го приравнява на работата, която ни е необходима за преместване на обект без триене от една точка до друга. Например потенциалната енергия на книга на рафт е по-голяма от тази на същата книга на пода. Това увеличение на потенциалната енергия е, защото трябва да свършим работа, за да поставим книгата на рафта, преодолявайки гравитацията. Лесно можем да разберем, че тази разлика в потенциалната енергия ще зависи от три фактора: масата на книгата, големината на силата на гравитационното поле (имаме нужда от по-малко работа на Луната, отколкото на Земята) и разликата във височината между земята и рафта с книги.

По същия начин електрическата потенциална енергия се променя, когато се работи за преместване на електрически заряд от една точка в друга в рамките на електрическо поле. Тази промяна (символизирана от гръцката буква делта, Δ) в потенциалната енергия, Истр, е по същия начин на свършената работа. Мащабът на тази промяна в потенциалната енергия зависи от това колко голям е зарядът., Какво, както в случая с книгата, това зависи от масата на нея.

Ако разделим промяната в потенциалната енергия, ΔИстр, за товара, който движим, Какво, получаваме стойност, която не зависи от това колко голяма или малка е тя Какво. Вместо това ще зависи единствено от интензивността на електрическото поле и местоположението на началната и крайната точки. Тази стойност се нарича електрическа потенциална разлика и се определя точно като съотношението на потенциалната промяна на енергията, ΔИстр, от товара Какво и големината на това натоварване. Използване на символи:

V = ΔИстр /Какво

Единицата на потенциалната разлика съответства на енергията, разделена на заряд, или джаули на кулон. Тъй като това е много тромаво, отрядът получава собствено име, отново в чест на Волта., волта, символ "V ". Разликата в електрическия потенциал (или волтаж) между две точки е един волт (1 V), ако един джаул (1 J) работа се извършва чрез преместване на кулон (1 C) заряд от една точка в друга.

Работата, извършена за пренасяне на заряда q от A до B, не зависи от следвания път.

Потенциалната разлика между две точки в непрекъснато електрическо поле зависи от местоположението на точките, а не от нещо друго. Не зависи от пътя, по който е преминал товара, за да стигне от една точка до друга. Няма значение дали пътят е дълъг или къс, прав или пълен с завои, същата работа се извършва за единица товар. Алпинистът извършва същата работа срещу гравитационното поле на килограм маса от раницата си, когато се изкачва по права линия от основата до върха, както когато следва криволичеща пътека, която постепенно се изкачва по планината. Случаят на потенциалната разлика между две точки в електрическо поле е подобен.

Относно автора: Сезар Томе Лопес е научен комуникатор и редактор на Mapping Ignorance