전기 잠재적인 에너지(U)그리고 전기적인(V):(에서 메모 C. 에르칼의 강의 PHYS221)

을 고려하는 원판 커패시터를 생산하는 uniformelectric 필드 사이의 큰니다. 이것은 각 플레이트를 단자 중 하나에 연결하여 수행됩니다.전원 공급 장치(예:배터리).

그림 1:거리 l 에 의해 분리 된 충전 된 플래트에 의해 전기장이 설정됩니다.,

그림 2:전기 전하 q 는 전기력 qE 에 대한 외력 T 로 a 점 towardspoint B 에서 이동합니다.

림 3,4:할 때 그것을 통해 이동 거리 d,itspotential 에너지는 지점에서 B qEd 상대점 A.

림 5:에서 발표 할 때 B(T=0),it will acceleratetoward 다. 하부 플레이트를 움직이면서 포텐셜 에너지가 감소하고 운동 에너지가 증가합니다., 에 도달할 때 lowerplate(여기서 우리는 우리를 선택할 수 있는 잠재적 에너지 zero),그 potentialenergy 에서 완전히 전환하는 운동에너지에서 점 B:

주는 qEd 가에 의해 수행 된 작업 현장으로 chargemoves 힘에서 양적 완화에서 B A. 여기에 m 은 대량의 위탁 q, v 은 속도로 reachespoint A. 여기서 우리는 것으로 가정 electricfield 입니다., 에 의해 수행 된 작업 전자분야:

기억하자는 운동 에너지는 작동 원리(일 Energyprinciple):

우리는 개념을 도입의 잠재적 에너지 andconservative 력(힘에서는 할 수 있을 정의 잠재적 에너지도록 수행하는 작업만 따라 달라집의 차이점 잠재적인 energyfunction 평가 엔드 포인트에서).,

엄지손가락의 규칙에 대한 결정할지 여부를 EPE isincreasing:

경우 책임은 방향으로 움직이는 wouldnormally 이동,그것의 전기 에너지가 감소하고 있습니다. 전하가 반대 방향으로 이동한다면그것의 그것 일반적으로 이동하는 것,그것의 전기 잠재적 인 에너지는 증가하고있다. 이 상황은 다음과 유사합니다.일정한 중력장(g=9,8m/s2). 당신이 물체를 들어 올리면,당신은그것의 중력 잠재적 인 에너지를 증가 시키십시오. 마찬가지로,당신이 물체를 낮추는 것처럼,그 중력 에너지는변경.,

일반적인 수식에 대한 잠재적인 차이.

에 의해 수행 된 작업하는 전자 분야로 그것을 행동에 책임을 모션 플래닝 프레임워크 지점에서 B 지점으로 정의된 전기 잠재적인 차이 betweenpoints A 와 B:

명, 잠재적인 기능 V 에 할당할 수 있습 eachpoint 공간에서 주변 충전포(과 같은 parallelplates). 위의 수식을 제공하는 간단한 레시피를 계산하는 작업에서 이동하는 요금 두 사 pointswhere 우리의 가치를 알고 잠재적인 차이입니다., 위의 명령문과 수식은 전하가 이동하는 경로에 관계없이 유효합니다. 특정 관심의 잠재력을 지점이 Q. 찾을 수 있습으로 단순히 수행하 theintegration 을 통해 간단한 경로(같은 직선으로)관점에서 Awhose 거리에서 Q r 습니다. 경로는가 단순히 Edr 이되도록 방사형 선을 따라 선택됩니다.Q 의 전기장은 kQ/r2 이기 때문에,

이 과정은 점-likecharge 의 전기 잠재력을 정의합니다., 잠재적 인 함수는전기장이 벡터 수량 인 것에 반대하는 스칼라 수량. 이제 우리는 전기 잠재력을 정의 할 수 있습니다.전하 또는 전하 분배 시스템의 에너지. 우리가 컴퓨팅 작업을 수행 againstelectric 에 힘을 이동하는 요금 q 무한대에서 지점 거리 r 에서 청구 Q. 작업에 의해 제공됩니다.

경우에는 q 은 부정적인,그는 한숨에 사용되어야 하는 theequation! 따라서 시스템은부정적인 점과 양의 점과 같은 전하는 음의 에너지를 갖는다.,

부정적인 잠재적 인 에너지는 작업이 떨어져 요금을 이동에 전기장을 doneagainst 해야 함을 의미합니다!

지금 생각해 보다 일반적인 경우,거래 thepotential 근처의 숫자의 비용으로 묘사에 picturebelow:

자 r1,r2,r3 수 thedistances 의 요금 필드에 지점,그리고 r12,r13,r23 을 나타내 사이의 거리가 요금입니다., 전기 잠재적인서점은 다음과 같습니다.

예:

경우 우리가 가지고 책임 Q 에서 무한대와 장소에서점 ㆍ 작업이 완료 될 것이다:

총 전기 에너지의 이 시스템 ofcharges 즉, 는 데 필요한 작업을 가지고 그들을 그들의 현재 위치할 수 있습 becalculated 다음과 같다:먼저 가 q1(영 작업이 없기 때문에 chargearound 아직),다음의 분야에서 질문 1 가지고 q2,다음의 분야에서 q1 및 q2bring q3. 필요한 모든 작업을 추가하십시오.총 작업을 계산하십시오., 이 resultwould 다:

을 찾기 전기 분야에서 전기 잠재적인:

구성 요소의 전자에서는 어떤 방향은 부정적인 의 therate 변화의 잠재력의 거리에는 방향으로.

상징이 되라고 그라데이션합니다. 전기장은 전기 전위의 구배입니다. 전기장 선은 항상 있습니다.등거리 표면에 인접 해 있습니다.

Equipotentail 표면:

이들은 chargedistribution 을 둘러싼 가상의 표면입니다., 에서 특정한 경우,thecharge 유통은 둥근(포인트,요금 또는 균일하게 부과 영역),표면은 구면,동심원의 중심으로 chargedistribution. 전기장 선은항상 등거리 표면에 수직. 식의미 때문에 나오는 부정적인 기호의 방향으로 전자는 반대 방향에 있는 Vincreases;전자는 감독에서 낮은 높은 수준의 V(에서 higherpotential 낮은 잠재)., Anotherwords,그라데이션의 스칼라(이 경우 전자장)일반적 화 상수 값(등전위 표면)스칼라와에서 방향 ofmaximum 의 변화율을 일정한 스칼라. 우리가 실험을 수행 할 때이 진술을 기억하십시오.