ศักย์ไฟฟ้า
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| volt/vəʊlt/ | โวลต์ |
แรงดันไฟฟ้าเปรียบเสมือน "ความสูงทางไฟฟ้า"
- ลูกบอลกลิ้งลงเขาจากที่สูงไปต่ำ; ประจุบวก "กลิ้ง" จาก แรงดันไฟฟ้า สูงไปต่ำ
- แรงดันไฟฟ้าวัดพลังงานศักย์ไฟฟ้า ต่อหน่วยประจุ ที่จุดหนึ่ง
- มันเปรียบเสมือน ความสูง ของภูมิประเทศทางไฟฟ้า — พลังงานรอ要被释放
- ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างสองจุดคือสิ่งที่ขับเคลื่อนกระแสไฟฟ้าในวงจร
ศักย์คือพลังงานต่อประจุ
- ศักย์ไฟฟ้า $V$ คือพลังงานศักย์ต่อหน่วยประจุ: $V = \dfrac{U}{q}$
- หน่วยของมันคือ โวลต์ ($1\ \text{V} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{C}}$)
- ต่างจากสนาม, ศักย์เป็น สเกลาร์ — เป็นเพียงตัวเลขที่แต่ละจุด, ไม่มีทิศทาง
- สำหรับประจุจุด, $V = \dfrac{kq}{r}$, ลดลงตาม $1/r$
สนามและศักย์ร่วมกัน
ดูว่าเส้นสนามสัมพันธ์กับศักย์ที่ลดลงรอบๆ ประจุอย่างไร
ศักย์ไฟฟ้าเป็นสเกลาร์ — ตัวเลขเดียว ณ แต่ละจุด ไม่มีทิศทาง
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ต่างจากสนาม ศักย์ไม่มีทิศทาง; มันเป็นสเกลาร์ในหน่วยโวลต์
หนึ่งโวลต์เท่ากับหนึ่งจูลต่อ ____
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$1\ \text{V} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{C}}$ — พลังงานต่อหน่วยประจุ
Equipotentials and potential difference
- จุดที่มีศักย์ไฟฟ้าเท่ากันจะสร้างพื้นผิว andidates (วงกลมรอบประจุจุด)
- ไม่จำเป็นต้องใช้แรงทำงานเพื่อเคลื่อนย้ายประจุ ตาม พื้น equipotential
- ความต่างศักย์ $\Delta V$ ระหว่างสองจุดคือ "แรงดัน" ระหว่างจุดเหล่านั้น
- พลังงานที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายประจุ $q$ ผ่าน $\Delta V$ คือ $W = q\,\Delta V$
ต้องใช้พลังงานเท่าไหร่ในการเคลื่อนย้ายประจุ $2\ \text{C}$ ผ่านผลต่างศักย์ $6\ \text{V}$? ตอบใน $\text{J}$.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$W = q\Delta V = 2 \times 6 = 12\ \text{J}$.
ต้องใช้งานเท่าไหร่ในการเคลื่อนย้ายประจุตามพื้นผิว equipotential?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
จุดบน equipotential มีศักย์เท่ากัน ดังนั้นไม่จำเป็นต้องใช้งานในการเคลื่อนย้ายระหว่างจุดเหล่านั้น
เลือก ทุก ข้อที่ถูกต้องเกี่ยวกับศักย์ไฟฟ้า
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ศักย์เป็นสเกลาร์ในหน่วยโวลต์ และความต่างศักย์是推动กระแส Only-fields have direction.
ทำไมสิ่งนี้ถึงสำคัญต่อวงจรไฟฟ้า
- แบตเตอรี่รักษาความต่างศักย์คงที่ไว้ระหว่างขั้วของมัน
- แรงดันนั้นคือ "แรงผลัก" ที่ขับเคลื่อนประจุให้เคลื่อนที่ในวงจร
- ประจุไหลจากจุดที่มีศักย์สูงไปยังจุดที่มีศักย์ต่ำ ปล่อยพลังงานออกในอุปกรณ์ต่างๆ
- ดังนั้นศักย์ไฟฟ้าจึงเป็นสะพานเชื่อมระหว่างประจุนิ่งกับวงจรไฟฟ้าที่กำลังทำงานอยู่ (หัวข้อถัดไป)
ข้อใดแยกแยะศักย์จากสนามได้ถูกต้อง?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ศักย์ $V = U/q$ (สเกลาร์, โวลต์); สนาม $E = F/q$ (เวกเตอร์, N/C)
อย่าสับสนระหว่าง ศักย์ไฟฟ้า $V$ (สเกลาร์, มีหน่วยเป็นโวลต์) กับ สนามไฟฟ้า $E$ (เวกเตอร์, มีหน่วยเป็น $\tfrac{\text{N}}{\text{C}}$). ศักย์คือพลังงานต่อหนึ่งหน่วยประจุ; สนามคือแรงต่อหนึ่งหน่วยประจุ และเฉพาะ ความแตกต่าง ของศักย์เท่านั้นที่ทำ功 — จุดศูนย์เป็นเพียงการเลือกของคุณเท่านั้น
ต้องใช้พลังงานเท่าไหร่ในการเคลื่อนย้าย $2\ \text{C}$ ประจุผ่านความต่างศักย์ $6\ \text{V}$?
- $W = q\,\Delta V = 2 \times 6 = 12\ \text{J}$.
นั่นคือพลังงานที่ประจุนั้นได้รับ (หรือปล่อยออก) ขึ้นอยู่กับทิศทาง
ศักย์ไฟฟ้า $V = U/q$ (มีหน่วยเป็น โวลต์) คือพลังงานศักย์ต่อหนึ่งหน่วยประจุ — เป็น สเกลาร์ เหมือนกับ "ความสูงทางไฟฟ้า" สำหรับประจุจุด $V = kq/r$. ความต่างศักย์ ($\Delta V$, หรือแรงดัน) จะขับเคลื่อนกระแสไฟ และการเคลื่อนย้ายประจุ $q$ ผ่านความต่างศักย์นั้นต้องใช้พลังงาน $W = q\,\Delta V$