Madame Lelica

energie potențială

W = – ΔPE. De exemplu, munca w făcută pentru a accelera o încărcare pozitivă din repaus este pozitivă și rezultă dintr-o pierdere în PE sau un ΔPE negativ. Trebuie să existe un semn minus în fața ΔPE pentru a face W pozitiv., PE poate fi găsit în orice punct, luând un punct ca referință și calculând munca necesară pentru a muta o încărcare în celălalt punct.energia potențială gravitațională și energia potențială electrică sunt destul de analoage. Energia potențială reprezintă munca depusă de o forță conservatoare și oferă o perspectivă suplimentară asupra transformării energiei și a energiei, fără necesitatea de a face față direct forței. Este mult mai frecvent, de exemplu, să se utilizeze conceptul de tensiune (legat de energia potențială electrică) decât să se ocupe direct de forța Coulomb.,calculul direct al lucrării este în general dificil, deoarece W = FD cos θ și direcția și magnitudinea lui F pot fi complexe pentru sarcini multiple, pentru obiecte în formă ciudată și de-a lungul căilor arbitrare. Dar știm că, deoarece F = qE, lucrarea și, prin urmare, ΔPE este proporțională cu sarcina de testare q. pentru a avea o cantitate fizică independentă de sarcina de testare, definim potențialul electric V (sau pur și simplu potențialul, deoarece electric este înțeles) ca fiind energia potențială pe unitate de încărcare V=\frac{\text{pe}}{q}\\.,

Din PE este proporțională cu q , dependența q anulează. Astfel, V nu depinde de q., Schimbarea în energie potențială ΔPE este crucială, și așa suntem în cauză cu diferența de potențial sau diferența de potențial ΔV între două puncte, în cazul în care

\displaystyle\Delta{V}=V_{\text{B}}-V_{\text{A}}=\frac{\Delta{\text{PE}}}{q}\\

diferența De potențial între punctele a și B, VB − VA, este astfel definit a fi o schimbare în energie potențială de o sarcină q s-a mutat de la a la B, împărțit de către conducere. Unitățile de diferență de potențial sunt jouli pe coulomb, având numele volt (V) după Alessandro Volta.,

1\text{v}=1\frac{\text{j}}{\text{C}}\\

termenul familiar tensiune este numele comun pentru diferența de potențial. Rețineți că ori de câte ori este cotată o tensiune, se înțelege diferența de potențial dintre două puncte. De exemplu, fiecare baterie are două terminale, iar tensiunea sa este diferența de potențial dintre ele. Mai fundamental, punctul pe care îl alegeți să fie zero volți este arbitrar. Acest lucru este analog cu faptul că energia potențială gravitațională are un zero arbitrar, cum ar fi nivelul mării sau poate un etaj al sălii de curs.,tensiunea nu este aceeași cu energia. Tensiunea este energia pe unitate de încărcare. Astfel, o motocicleta baterie și o baterie de masina poate ambele au aceeași tensiune (mai precis, aceeași diferență de potențial între bornele bateriei), încă unul magazine mult mai multă energie decât celelalte, deoarece ΔPE = qΔV. Bateria auto poate deplasa mai multă încărcare decât bateria motocicletei, deși ambele sunt baterii de 12 V.rețineți că energiile calculate în exemplul anterior sunt valori absolute. Schimbarea energiei potențiale pentru baterie este negativă, deoarece pierde energie., Aceste baterii, la fel ca multe sisteme electrice, se deplasează de fapt sarcină negativă—electroni, în special. Bateriile resping electronii de la bornele lor negative (A) prin orice circuit este implicat și îi atrag la bornele lor pozitive (B) așa cum se arată în Figura 2. Schimbarea de potențial ΔV = VB – VA = +12 V și sarcina q este negativ, astfel încât ΔPE = qΔV este negativ, adică energia potențială a bateriei a scăzut atunci când q s-a mutat de la a la B.

Electron-Volt

energia per electron este foarte mică în situații macroscopice ca cea din exemplul anterior—o fracțiune minusculă dintr-un joule. Dar pe o scară submicroscopică, o astfel de energie pe particulă (electron, proton sau ion) poate avea o importanță deosebită., De exemplu, chiar și o mică fracțiune dintr-un joule poate fi suficient de mare pentru ca aceste particule să distrugă moleculele organice și să dăuneze țesutului viu. Particula poate face deteriorarea prin coliziune directă sau poate crea raze X dăunătoare, care pot provoca, de asemenea, daune. Este util să aveți o unitate energetică legată de efectele submicroscopice. Figura 3 prezintă o situație legată de definirea unei astfel de unități energetice. Un electron este accelerat între două plăci metalice încărcate, așa cum ar putea fi într-un tub de televiziune sau osciloscop vechi., Electronului i se dă energie cinetică care este ulterior transformată într—o altă formă-lumină în tubul de televiziune, de exemplu. (Rețineți că coborârea pentru electron este în sus pentru o încărcare pozitivă.) Deoarece energia este legată de tensiune prin ΔPE = qΔV, ne putem gândi la joule ca la un coulomb-volt.pe scara submicroscopică, este mai convenabil să se definească o unitate de energie numită Electron volt (eV), care este energia dată unei sarcini fundamentale accelerate printr-o diferență de potențial de 1 V., În formă de ecuație,

un electron accelerat printr-o diferență de potențial de 1 V primește o energie de 1 eV. Rezultă că un electron accelerat prin 50 V este dat 50 eV. O diferență de potențial de 100.000 V (100 kV) va da unui electron o energie de 100.000 eV (100 keV) și așa mai departe. În mod similar, un ion cu o sarcină dublă pozitivă accelerată prin 100 V va primi 200 eV de energie. Aceste relații simple între tensiunea de accelerare și încărcările particulelor fac din electron volt o unitate de energie simplă și convenabilă în astfel de circumstanțe.,