Может ли потенциальная разница быть отрицательной: подробные факты

Разность потенциалов дает количество энергии, которым обладают заряды при перемещении из одной точки в другую.

Каждая цепь обладает определенной разностью потенциалов, потому что заряд всегда течет от одного вывода к другому. Зная это, возникает вопрос, может ли разность потенциалов быть отрицательной, если заряд изменит свое направление? Давайте обсудим, как можно иметь негативный разность потенциалов.

Как разность потенциалов может быть отрицательной

Ответ на вопрос может ли разность потенциалов быть отрицательным объясняется в следующем разделе, рассматривая систему зарядов, протекающих в цепи.

В цепи заряд течет от положительного вывода к отрицательному, скажем, от A к B. Заряды в A имеют высокий потенциал, а заряды в B имеют низкий потенциал. Здесь мы не берем точный потенциал заряда в обеих точках. Но мы учитываем разницу потенциалов зарядов в точках A и B. Вот что означает разность потенциалов.

Поскольку само название говорит о разнице потенциалов между двумя выводами цепи, разность потенциалов может быть положительной или отрицательной.

Иллюстрация, показывающая, как разность потенциалов может быть отрицательной

Цепи соединены таким образом, что положительный вывод схемы соединяется с положительным выводом источника питания. Отрицательная клемма схемы подключена к отрицательной клемме источника питания. Между двумя выводами цепи создается потенциал, вызывающий движение зарядов путем перехода от высокого потенциала к низкому.

Если в случае, если клеммы соединения меняются местами, то есть соединение положительной клеммы с отрицательной клеммой батареи и отрицательной клеммой с положительной клеммой батареи, так что заряды текут от низкого потенциала к высокому потенциалу; это приводит к тому, что в цепи возникает отрицательная разность потенциалов.

Когда разность потенциалов может быть отрицательной

Разность потенциалов это показатель того, сколько потенциальная энергия обладает ли кулон заряда по сравнению с зарядом в контрольной точке.

Если же линия индикатора потенциальная энергия Если заряд в контрольной точке больше, чем заряд в измеренной точке, то разность потенциалов между этими двумя зарядами будет отрицательной.

• Рассмотрим положительный заряд в пространстве; поля в пространстве являются ориентиром. Если мы хотим отодвинуть заряд от поля, тогда потенциал, необходимый для перемещения заряда, будет меньше, поскольку существует сила отталкивания между положительным зарядом и полем; таким образом, разность потенциалов станет положительной.
• Если вместо этого мы использовали отрицательный заряд, то мы должны применить больший потенциал для перемещения отрицательного заряда, так как между отрицательным зарядом и полем в пространстве будет притяжение. Следовательно, над зарядом выполняется больше работы, чтобы отойти дальше; таким образом, разность потенциалов станет отрицательной.

График может быть отрицательным или положительным

By Законы Кирхгофапредположим, что ток течет в направлении, показанном на первом рисунке; если направление тока меняется на противоположное в направлении контура, разность потенциалов также меняется на противоположную, и измеренная разность потенциалов показывает отрицательную разность потенциалов.

Например, предположим, что ток течет по контуру от точки P до Q. Предположим, что измеренная разность потенциалов между P и Q составляет +15 В. Если ток начинает течь от Q к P, т. Е. В обратном направлении, то измеренная разность потенциалов между Q и P будет -15 В.

Как найти отрицательную разность потенциалов

Рассмотрим два заряда: один — точечный, а другой — тестовый. Пусть эти заряды перемещаются из точки A в точку B, выполняя некоторую работу с системой. Заряды имеют букву V_A величина потенциала в точке A и имеет определенный потенциал V_B в точке Б.

Как найти отрицательную разность потенциалов

Чтобы определить, сколько потенциала имеют заряды в точках A и B, задается выражением, использующим закон Ома, как;

V = IR; где V — напряжение цепи, I — ток, протекающий по цепи, а R — сопротивление току.

Из уравнения мы можем найти потенциал в точках A и B как;

V_A = Я_AR_A; ВБ = Я_BR_B

Используя приведенное выше выражение, разность потенциалов можно записать как

∆V_AB V =_A — V_B

Работа, совершаемая над зарядом, пропорциональна изменению потенциальной энергии, это дает уравнение;

W = -∆PE

Отрицательный знак показывает, что проделанная работа противоположна направлению приложенного поля отрицательным зарядом.

Когда оба поданы и работа идет в одном направлении, то требуемое уравнение будет

W = ∆PE

Работа, выполняемая полем над точечным зарядом, дает потенциал как

V=∆PE/q

Поскольку заряды текут от A к B, разность потенциалов определяется уравнением

V_AB=V_A-V_B=∆PE/q

Если поток заряда идет от B к A, то есть в обратном направлении, то требуемое уравнение будет отрицательной разностью потенциалов; дан как

V_AB=V_B-V_A=∆PE/q

Часто задаваемый вопрос

Означает ли отрицательная разность потенциалов отрицательное напряжение?

Термин «разность потенциалов» является синонимом напряжения, которое измеряет, сколько заряда проходит через цепь.

Направление потока зарядов определяет, будет ли схема иметь положительную разность потенциалов или отрицательную разность потенциалов. Отсюда ясно, что поток заряда измеряется напряжение. Таким образом, отрицательная разность потенциалов и отрицательное напряжение одинаковы.

Может ли разность потенциалов быть нулевой?

Да, можно иметь нулевую разность потенциалов. Из закона Ома ясно, что для того, чтобы цепь обладала разностью потенциалов, должен протекать ток и требуется достаточное сопротивление.

Если заряды не обладают необходимым количеством энергии для преодоления сопротивления, то поток носителей заряда ограничивается, чтобы проводить текущий. В этом случае разность потенциалов становится равной нулю, поскольку нет движения зарядов.

Протекает ли ток, если разность потенциалов равна нулю?

В идеальном случае да, ток будет течь в идеальном проводнике, даже если разность потенциалов равна нулю.

В реальных приложениях нулевая разность потенциалов означает, что не будет потока зарядов для проведения тока через цепь. В текущий не может течь, поскольку заряды становятся стационарными и обладают большей потенциальной энергией.

Уменьшает ли отрицательная разность потенциалов скорость протекания тока?

Текущая скорость потока всегда одинакова как для положительной, так и для отрицательной разности потенциалов.

Отрицательная разность потенциалов означает, что заряд не может течь в нужном направлении. Заряды должны изменить направление потока в контуре, т. Е. В обратном направлении. Это означает, что отрицательная разность потенциалов не влияет на расход.

PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

• 1 Учебники
• 2 Механика
  • 2.1 Кинематика
  • 2.2 Динамика
  • 2.3 Законы сохранения
  • 2.4 Статика
  • 2. 5 Механические колебания и волны
• 3 Термодинамика и МКТ
  • 3.1 МКТ
  • 3.2 Термодинамика
• 4 Электродинамика
  • 4.1 Электростатика
  • 4.2 Электрический ток
  • 4.3 Магнетизм
  • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
• 5 Оптика. СТО
  • 5.1 Геометрическая оптика
  • 5.2 Волновая оптика
  • 5.3 Фотометрия
  • 5.4 Квантовая оптика
  • 5.5 Излучение и спектры
  • 5.6 СТО
• 6 Атомная и ядерная
  • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
  • 6.2 Ядерная физика
• 7 Общие темы
• 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
2. разработки уроков, тем;
3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

---

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

---

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

---

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

---

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

---

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

что такое электрическое напряжение тока и разность потенциалов. Энергия взаимодействия двух зарядов

Потенциальные поля. Можно доказать, что работа любого электростатического поля при перемещении заряженного тела из одной точки в другую не зависит от формы траектории, гак же как и работа однородного поля. На замкнутой траектории работа электростатического поля всегда равна нулю. Поля, обладающие таким свойством, называют потенциальными. Потенциальный характер, в частности, имеет электростатическое поле точечного заряда.

С помощью потенциала можно выразить работу как потенциальную разницу. Силовое поле имеет уникальный потенциал, когда работа заключается в смещении массы между двумя точками и независимо от выбранного пути. Если потенциал поля зависит только от места, работа над замкнутым путем равна нулю. В этом случае силовое поле также можно получить однозначно из потенциала, и применяется следующее.

В дополнение к понятию потенциала существует понятие потенциальной энергии. Это не влияет на величину разности потенциалов. Для упрощения расчетов практически определено место, для которого потенциал равен нулю. Например, потенциальная энергия гравитационного поля относительно уровня моря. Для описания движения планет удобнее установить потенциал на бесконечности равным нулю. Используя пример ньютоновского гравитационного поля, эти термины должны быть выяснены.

Работу потенциального поля можно выразить через изменение потенциальной энергии. Формула справедлива для произвольного электростатического поля. Но только в случае однородного поля энергия выражается формулой (8.19)

Потенциал. Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле пропорциональназаряду. Это справедливо как для однородного поля (см. формулу 8.19), гак и для любого другого. Следовательно, отношение потенциальной энергии к заряду не зависит от помещенного в поле заряда.

Таким образом, потенциал

В этом случае линии постоянного потенциала — так называемые дипотенциальные линии — являются кругами. Поскольку уровень моря является естественным равновесием, это хорошая точка отсчета для решения проблем, связанных с землей. В этом случае потенциальная энергия отрицательна. Например, чтобы описать движение планет. Важное приложение также найдено в электростатике в связи с кулоновским потенциалом.

Если мы посмотрим на это с более простой точки зрения, мы можем думать, что электрическое поле создает область влияния, где каждая из ее точек обладает свойством, позволяющим принести потенциальную энергию любой нагрузке, которая находится внутри нее.

Это позволяет ввести новую количественную характеристику поля — потенциал. Потенциалом электростатического поля называют отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду.

Согласно данному определению потенциал равен:

Напряженность поля является вектором и представляет собой силовую характеристику поля; она определяет силу, действующую на заряд в данной точке поля. Потенциал — скаляр, это энергетическая характеристика поля; он определяет потенциальную энергию заряда в данной точке поля.

Из этого рассуждения создается новая скалярная величина электрических полей, называемая электрическим потенциалом, и представляет собой электростатическую потенциальную энергию, которая приобретает единицу положительного заряда, если мы поместим ее в эту точку.

Электрический потенциал в точке в пространстве электрического поля представляет собой электрическую потенциальную энергию, которая приобретает ячейку положительного заряда, расположенную в этой точке. Тот факт, что все величины являются скалярными, позволяет упростить изучение электрического поля.

Если в качестве нулевого уровня потенциальной энергии, а значит, и потенциала принять отрицательно заряженную пластину (рис. 124), то согласно формулам (8.19 и 8.20) потенциал однородного поля равен:

Разность потенциалов. Подобно потенциальной энергии, значение потенциала в данной точке зависит от выбора нулевого уровня для отсчета потенциала. Практическое значение имеет не сам потенциал в точке, а изменение потенциала, которое не зависит от выбора нулевого уровня отсчета потенциала.

Электрический потенциал, создаваемый точечным зарядом

Если вы внимательно посмотрите на выражение, вы поймете, что. Электрический потенциал не зависит от управляющей нагрузки, которую мы вводим для ее измерения.

Электрический потенциал, создаваемый несколькими точечными нагрузками

Если заряда нет, потенциальная энергия и электрический потенциал равны нулю. . Если электрическое поле создается несколькими точечными зарядами, электрический потенциал в одной точке следует принципу суперпозиции.

Электрическая потенциальная разница

Это значение тесно связано с электрическими работами. Если применить определение электрического потенциала, получим.

Электрический потенциал и перемещение грузов

Если тщательно проанализировано выражение разности потенциалов. Положительные заряды перемещаются из областей с большим электрическим потенциалом в районы с более низким электрическим потенциалом. Отрицательные заряды переходят из областей с более низким электрическим потенциалом в районы с большим электрическим потенциалом. Принимая во внимание, что при изучении в разделе напряженности электрического поля положительные заряды движутся в направлении указанной интенсивности, тогда напряженность электрического поля всегда направляется из областей большего потенциала в области с более низким потенциалом.

Таким образом, разность потенциалов (напряжение) между двумя точками равна отношению работы поля по перемещению заряда из начальной точки в конечную к этому заряду.

Зная напряжение в осветительной сети, мы тем самым знаем работу, которую электрическое поле может совершить при перемещении единичного заряда от одного контакта розетки к другому по любой электрической цепи. С понятием разности потенциалов мы будем иметь дело на протяжении всего курса физики.

Электрическая напряженность поля всегда указывает на уменьшение потенциалов. Разность потенциалов между двумя точками схемы. Эмилио предстает перед домом соседом с пропитанными волосами. В его руках он носит сушилку: «Эмилио, вы понимаете сушилки?» Эмилио, поначалу, стоит на месте, но вдруг вспоминает свои теоретические занятия по электротехнике. сушилка снова и с измерителем измеряет напряжение, которое достигает двигателя.

Ваш сосед нервничает. Что с тобой случилось? Ты можешь это исправить? Эмилио продолжает думать и улыбаться: Я буду дураком? Он нажал на нее, он хотел бы хорошо выглядеть со своим соседом. Эмилио улыбается, обнаружил, где проблема: вилка вилки. Разблокируйте его и убедитесь, что кабель отсоединен. Эмилио решил проблему.

Единица разности потенциалов. Единицу разности потенциалов устанавливают с помощью формулы (8.24). В Международной системе единиц работу выражают в джоулях, а заряд — в кулонах. Поэтому разность потенциалов между двумя точками равна единице, если при перемещении заряда в 1 Кл из одной точки в другую электрическое поле совершает работу в 1 Дж. Эту единицу называют вольтом

Для того, чтобы любой электрический прибор работал, для каждого из компонентов одного и того же устройства требуется напряжение. В других случаях некоторые компоненты имеют более низкое напряжение или разность потенциалов. В этом последнем разделе мы научимся рассчитать разность потенциалов между любыми двумя точками схемы. Этот раздел важен для более поздних выпусков. Вы готовы? Пойдемте!

Начнем с части схемы между двумя точками. Мы должны смотреть на направление тока и различные элементы схемы. Если мы начнем с точки А и применяем принцип сохранения энергии, мы должны. Поэтому мы можем сказать, что. Вы также должны иметь в виду, что разность потенциалов между двумя полюсами генератора меньше его электродвижущей силы, это связано с его внутренним сопротивлением.

1. Какие поля называют потенциальными? 2. Как связано изменение потенциальной энергии с работой? 3. Чему равна потенциальная энергия заряженной частицы в однородном электрическом поле? 4. Дайте определение потенциала. Чему равна разность потенциалов между двумя точками поля?

Пусть мы имеем бесконечное равномерное электрическое поле. В точке М помещен заряд + Q- Предоставленный самому себе заряд +Q под действием электрических сил поля будет перемещаться в направлении поля на бесконечно большое расстояние. На это перемещение заряда будет затрачена энергия электрического поля. Потенциалом данной точки поля называется работа, которую затрачивает электрическое поле, когда оно перемещает положительную единицу заряда из данной точки поля в бесконечно удаленную точку. Чтобы переместить заряд +Q из бесконечно удаленной точки снова в точку М, внешние силы должны произвести работу А, идущую на преодоление электрических сил поля. Тогда для потенциала точки М получим:

Аналогично, разность потенциалов между терминалами приемника выше, чем его противоэлектродвижущая сила. Учитывая следующую схему, в которой мы не будем учитывать внутренние сопротивления элементов, вычислите. Вы должны помнить Закон Ома. Вам необходимо разъяснить связь генераторов.

Бесконечность рассматривается как контрольная точка, где потенциальная энергия равна нулю. Рассмотрим пространство, в котором есть электрическое поле, и где у нас есть положительный электрический заряд на бесконечности. Это похоже на сжатие пружина, так как, если мы освобождаем электрический заряд, он возвращается в бесконечность под воздействием электрического поля и потребляет накопленную энергию. Потенциал определяется как энергия, накопленная на единицу электрического заряда.

Таким образом, абсолютная электростатическая единица потенциала больше практической единицы — вольта в триста раз.

Если заряд, равный 1 кулону, из бесконечно удаленной точки перемещается в точку поля, потенциал которой равен 1 вольту, то при этом совершается работа в 1 джоуль. Если же в точку поля с потенциалом 10 в из бесконечно удаленной точки перемещается 15 кулонов электричества, то совершается работа 10 -15 = 150 джоулей.

Из вышесказанного мы заключаем, что наличие электрического поля приводит к разности потенциалов, а также разность потенциалов приводит к электрическому полю. При изучении потенциала в предыдущей точке заметим, что разность потенциалов приводит к смещению электрических зарядов.

Он называется проводником любого материала, который позволяет смещать электрические заряды. Если у нас есть проводящий элемент, и мы применяем разность потенциалов между его концами, мы будем иметь смещение электрических зарядов. Он называется электрическим током к количеству электрических зарядов, которые пересекают сечение проводника в единицу времени, таким образом, в мгновенных значениях, которые мы имеем.

Математически эта зависимость выражается формулой:

Чтобы переместить из точки А с потенциалом 20 в в точку В с потенциалом 15 в 10 кулонов электричества, поле должно совершить работу:

Изучая электрическое поле, отметим, что в этом поле разность потенциалов двух точек поля называется также напряжением между ними, измеряется в вольтах и обозначается буквой U.

Единица измерения электрического тока называется ампер. Нагрузка на проводники может двигаться с некоторой свободой. Количество заряда, протекающего через проводник в единице времени, является током. Те, кто отвечает за поддержание тока в электрической цепи, являются электрическими генераторами, которые снабжают цепь точной энергией для этого. Два закона экспериментальной природы, обнаруженные Омом и Джоулем, соответственно обеспечивают некоторые отношения, которые облегчают научное изучение электрического тока.

Существенной характеристикой проводников, будь то твердых, жидких или газообразных, является то, что они заряжали частицы, которые могут свободно перемещаться под действием электрических полей. Когда разряженный проводник приводится в контакт с заряженным телом, происходит смещение заряда от одного к другому под воздействием электрических сил. Если оба они изолированы, движение свободных нагрузок будет продолжаться в течение нескольких мгновений, а система нагрузки найдет равновесную конфигурацию, в которой электрические силы, действующие на каждый из зарядов, компенсируют друг друга.

Работу сил электрического поля можно записать и так:

Для того чтобы заряд q переместить вдоль линий поля из одной точки однородного поля в другую, находящуюся на расстоянии l, нужно проделать работу:

Такова простейшая зависимость между напряженностью электрического поля и электрическим напряжением для однородного поля.

Это то, что происходит, когда металлический провод подключается одним из его концов только к одному из клемм аккумулятора. В этом случае часть физики, которая занимается изучением этого типа движения электрических зарядов через проводник, получает название электрокинетики.

Перемещение нагрузок и электрического тока. С точки зрения потенциала можно сказать, что для поддержания электрического тока необходимо, чтобы между концами проводника была постоянная разность потенциалов. Если это уменьшает эффект циркуляции зарядов, электрическое поле становится нулевым и останавливает движение. Это ситуация, которая соответствует тем сдвигам нагрузки, которые возникают, когда изолированный проводник заряжается или разряжается электрически.

Расположение точек с равным потенциалом вокруг поверхности заряженного проводника зависит от формы этой поверхности. Если взять, например, заряженный металлический шар, то точки с равным потенциалом в электрическом поле, созданном шаром, будут лежать на сферической поверхности, окружающей заряженный шар. Поверхность равного потенциала, или, как.ее еще называют, эквипотенциальная поверхность, служит удобным графическим способом для изображения поля. На фиг. 13 представлена картина эквипотенциальных поверхностей положительно заряженного шара.

Из-за простоты использования в электрокинетике для описания свойств поля внутри проводника используется понятие разности потенциалов, также называемое электрическим напряжением, поскольку оно зависит от движения свободных зарядов от одной точки к другой, Направление электрического тока зависит не только от знака разности потенциалов, но и от знака несущих нагрузку элементов или движущихся зарядов, присутствующих в проводнике.

В металлическом проводнике носители заряда представляют собой электроны, так что их смещение будет происходить от конца проводника до нижнего потенциала до предела при более высоких степенях или в виде знаков от отрицательного полюса до положительного. В солевом растворе носители заряда представляют собой как положительные, так и отрицательные ионы; когда такое растворение подвергается постоянной разности потенциалов, например, возникающей между выводами ячейки, генерируются движения движения противоположных направлений; положительные заряды будут смещены путем растворения конца более высокого потенциала по сравнению с положительным полюсом стека на отрицательный полюс, а также с отрицательным потенциалом в противоположном направлении.

Для наглядного представления о том, как изменяется разность потенциалов в данном поле, эквипотенциальные поверхности следует чертить так, чтобы разность потенциалов между точками, лежащими на двух со-

Седних поверхностях, была одна и та же, например равная 1 в. Первоначальную, нулевую, эквипотенциальную поверхность очертим произвольным радиусом. Остальные поверхности 1, 2, 3, 4 чертим так, чтобы разность потенциалов между точками, лежащими на данной поверхности и на соседних поверхностях, составляла 1 в. Согласно определению эквипотенциальной поверхности разность потенциалов между отдельными точками, лежащими на одной и той же поверхности, равна нулю; поэтому заряд перемещается по эквипотенциальной поверхности без затраты работы. Из этой фигуры видно, что по мере приближения к заряженному телу эквипотенциальные поверхности располагаются теснее друг к другу, так как потенциал точек поля увеличивается, а разность потенциалов между соседними поверхностями, согласно принятому условию, остается одной и той же. И, наоборот, по мере удаления от заряженного тела эквипотенциальные поверхности располагаются реже. Электрические силовые линии перпендикулярны к эквипотенциальной поверхности в любой точке, так как только при условии перпендикулярности силы и перемещения работа электрических сил при движении заряда по эквипотенциальной поверхности может быть равной нулю. Сама поверхность заряженного проводника представляет собой эквипотенциальную поверхность, т. е. все точки поверхности проводника имеют одинаковый потенциал. Тот же потенциал имеют все точки внутри проводника.

Нечто подобное происходит в ионизированной газообразной среде, такой как полученная внутри флуоресцентной или неоновой трубки, подвергнутой интенсивной разности потенциалов. Бенджамин Франклин первым назначил ощущение циркуляции электрическому току в металлических проводниках. Он предположил, что это положительное электричество, которое, как тонкая жидкость, движется внутри проводника. Согласно этому предположению, электрический ток будет циркулировать от положительного полюса до отрицательного полюса.

Спустя более века современная атомная теория показала, что электроны являются носителями заряда в металлах, так что реальный смысл тока оказывается как раз противоположным тому, который развил Франклин. По историческим причинам и учитывая, что в электрокинетике направление течения тока не имеет большого значения, постулат Франклина продолжает восприниматься как общепринятый смысл. Однако в других областях физики, таких как электроника, важное значение имеет различие между ними.

Если взять два проводника с различными потенциалами и соединить их металлической проволокой, то, так как между концами проволоки имеется разность потенциалов или напряжение, вдоль проволоки будет действовать электрическое поле. Свободные электроны проволоки под действием поля придут в движение в направлении возрастания потенциала, т. е. по проволоке начнет проходить электрический ток. Движение электронов будет продолжаться до тех пор, пока потенциалы проводников не станут равными, а разность потенциалов между ними не станет равной нулю.

Если два сосуда с различными уровнями воды соединить снизу трубкой, то по трубке потечет вода. Движение воды будет продолжаться до тех пор, пока уровни воды в сосудах не установятся на одной высоте, а разность уровней не станет равной нулю.

Так как всякий заряженный проводник, соединенный с землей, теряет практически весь свой заряд, то потенциал земли условно принимается равным нулю.

электричество — В чем разница между электрическим потенциалом, электростатическим потенциалом, разностью потенциалов (PD), напряжением и электродвижущей силой (ЭДС)?

30

Новинка! Сохраняйте вопросы или ответы и организуйте свой любимый контент.
Узнать больше.

$\begingroup$

Это запутанная часть с тех пор, как я начал изучать электричество. В чем разница между электрическим потенциалом, электростатическим потенциалом, разностью потенциалов (PD), напряжением и электродвижущей силой (ЭДС)? Все они имеют одну и ту же единицу СИ Вольт, верно? Буду признателен за ответ.

• электричество
• потенциал
• терминология
• напряжение
• определение

$\endgroup$

2

$\begingroup$

РЕДАКТИРОВАТЬ: Проще говоря, разность потенциалов — это работа, совершаемая электростатической силой над единичным зарядом, а ЭДС — это работа, совершаемая чем-то другим, кроме электростатической силы, над единичным зарядом.

---

Мне не нравится термин «напряжение». Кажется, это означает все, что измеряется в вольтах. Я бы скорее сказал электрический потенциал и электродвижущая сила. 9B q\vec{E}\cdot\mathrm{d}\vec{l},$$

, поэтому $q\Delta\varphi$ равно работе электростатической силы.

На практике электроны (и другие переносчики) текут по цепям. Поскольку электростатическое поле консервативно, оно само по себе не может перемещать электроны по кругу; он может только переместить их из более низкого потенциала в более высокий потенциал. Вам нужна сила другого рода, чтобы переместить их от более высокого потенциала к более низкому, чтобы завершить цикл. Эта другая сила может быть химической, магнитной или даже электрической (вихревое электрическое поле, отличное от электростатического поля), и их эквивалентный вклад называется электродвижущей силой. $$\mathrm{ЭДС}=\int_\text{Схема} \frac{\vec{F}}{q}\cdot\mathrm{d}\vec{l}$$

$\endgroup$

6

$\begingroup$

В любом случае, простой ответ — э. д.с. не является силой в механическом смысле. Он измеряет количество работы, которую необходимо совершить, чтобы единица заряда прошла по замкнутому контуру из проводящего материала.

Давайте уточним. В статическом случае (без учета изменения во времени любого магнитного поля) электрическое поле в точке может быть получено исключительно из скаляра как отрицательного значения градиента этого скаляра. Этот скаляр в любой точке называется «электрическим потенциалом» в этой точке. Если две точки имеют разные потенциалы, то говорят, что существует разность потенциалов. Очевидно, что важна разница потенциалов, а не их абсолютные значения. Поэтому можно произвольно присвоить нулевое значение некоторой фиксированной точке, потенциал которой можно считать постоянным, и сравнить потенциалы других точек по отношению к ней. Таким образом, не всегда нужно говорить о разности потенциалов, а просто о потенциалах.

Часто этот «электрический потенциал» в какой-то точке проводника или диэлектрика называют «напряжением» в этой точке, присваивая значение напряжения равному нулю для земли, поскольку потенциал земли постоянен для всех практических целей.

Если магнитное поле не изменяется, то работа, совершаемая единичным зарядом в замкнутом контуре, будет равна $0$. Но если магнитное поле меняется, то оно будет ненулевым. Напомним формулу: $$\nabla \times {E} = -\frac {\partial {B}}{\partial {t}}.$$

На самом деле это означает, что электрическое поле, полученное исключительно из скалярного потенциала, не может поддерживать электрический ток в замкнутой цепи. Таким образом, э.д.с. подразумевает наличие некоторого источника, отличного от источника, который может производить только скалярный потенциал.

Следующее уравнение расскажет всю историю:

$$E = -\nabla \phi — \frac{\partial A}{\partial t},$$ где $\phi$ — скалярный потенциал, а $A$ — векторный потенциал.

$\endgroup$

4

$\begingroup$

ЭДС используется как более общий термин для , также включает те ситуации, когда интеграл электрического поля вокруг замкнутой кривой не равен нулю, так что поле E не исходит из чистого потенциала. Обычно, когда люди говорят потенциал, они имеют в виду, что потенциал является функцией положения, а когда они говорят ЭДС, они имеют в виду, что это функция петли.

У вас есть неинтегрируемые поля E, когда у вас есть переменные магнитные поля, индуктивность. Поскольку «напряжение» обычно используется для обозначения чистого электрического потенциала, люди называют напряжение, создаваемое индуктивностью, «ЭДС». Вне схемы поля обычно незначительны, и ЭДС в любой точке представляет собой электростатический потенциал в этой точке. Но внутри схемы, в катушках индуктивности, есть разница.

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Электродвижущая сила (Примечание; не сила) — это просто источник напряжения в цепи.

$\endgroup$

$\begingroup$

Очень короткий ответ:

Напряжение представляет собой разность потенциалов, обусловленную рассеянием энергии. ЭДС – это разность потенциалов, обусловленная выработкой энергии.

$\endgroup$

6

$\begingroup$

На самом деле это одно и то же, но используется в разных местах.

Всякий раз, когда мы говорим о батареях или системе постоянного тока, мы используем разность потенциалов, поскольку существует разность потенциалов 3,7 Вольт.

Фраза «электродвижущая сила» (ЭДС) используется, когда проводник прерывает поток внутри машины (трансформатора, генератора и т. д.)

Напряжение используется в качестве выхода электрической машины.

$\endgroup$

$\begingroup$

Чтобы помочь вам понять разницу, подумайте об ЭДС как об измерении выполняемой Работы, а об Электрической Потенциальной Энергии — как об энергии, которая имеет «потенциал» для выполнения Работы. В качестве аналогии, ЭДС можно представить (в области механики) как толкающую бочку колеса в гору. (Или еще лучше, машину с такими ценами на бензин, как сегодня, лол). И думайте об Электрической Потенциальной Энергии как о колесной бочке, находящейся на вершине холма. Если бочку колеса отпустить, ее потенциальная энергия будет преобразована в несколько различных форм энергии при скатывании вниз по склону (тепло трения, работа, выполненная за счет сопротивления воздуха; и если бы она столкнулась со стеной внизу и остановилась , его первоначальная Потенциальная Энергия была бы все были преобразованы в различные формы энергии после того, как остановились на дне. Теперь немного подробнее…

A. ЭДС (Электродвижущая Сила)
работа, которая была проделана, по определению, Работа, проделанная в «месте» ЭДС (в данном случае батарея) при повышении заряда ( Химически) от отрицательной (-) клеммы до положительной (+) клеммы, таким образом сохраняя способность по-прежнему обеспечивать цепь током.

B. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ЭНЕРГИИ
В качестве аналогии (я немного посмеюсь над этим) представьте, что Женщина и Мужчина видят друг друга; скажем, на расстоянии шести футов друг от друга. Они мгновенно испытывают влечение (властность) друг к другу; войти в транс и начать идти навстречу друг другу. Энергия, которую другие люди должны были бы применить, чтобы удержать обоих от продолжения движения навстречу друг другу, аналогична электрической потенциальной энергии. люди будут удерживать Мужчину и Женщину неподвижно, пока они сохраняют свой транс — сохраняя силу, чтобы собраться вместе. А в области прямого определения это потенциальная энергия, которой две отдельные противоположно заряженные (для положительного потенциала) частицы обладают притяжением, чтобы соединиться. Кроме того, можно думать об этом с точки зрения энергии, необходимой для удержания двух зарядов в состоянии покоя (в статическом состоянии), не позволяя им двигаться навстречу друг другу.

$\endgroup$

$\begingroup$

Количество работы, выполненной единичным зарядом между любыми двумя узлами токоведущей цепи, называется разностью потенциалов между этими узлами.

Количество работы, совершаемой против электрического поля при перемещении (без ускорения) единичного пробного заряда с одного вывода на другой в разомкнутой цепи, называется электродвижущей силой.

Очевидно, что когда мы имеем дело со статическим электричеством, разность потенциалов между двумя точками в электрическом поле представляет собой работу, совершаемую против электрического поля при перемещении (без ускорения) единичного пробного заряда из одной точки в другую, конечно, это не так. зависит от пути, потому что электрическое поле является консервативным полем.

То же самое происходит, когда в цепи течет ток, в этом случае электрическое поле ограничено физическими границами элементов цепи, но все же имеет консервативный характер. Следовательно, разность потенциалов в токопроводящей цепи также будет равна количеству работы, проделанной при перемещении единичного тестового заряда из одного узла в другой. В другом сценарии мы можем наблюдать, что заряд уже движется в цепи с током, поэтому количество работы, выполняемой этими движущимися зарядами в цепи с током, преобразуется в тепло, свет, механическую работу и т. д.

В случае ЭДС, когда какая-либо цепь разомкнута, открытые клеммы имеют разность плотности заряда, эта разница в плотности заряда создает электрическое поле, работа, совершаемая против этого электрического поля при перемещении единичного пробного заряда без ускорения от одной клеммы другому называется электродвижущей силой.

$\endgroup$

$\begingroup$

Разность потенциалов и ЭДС имеют одинаковые единицы из-за напряжения. во-первых, разность потенциалов определяется как работа, совершаемая при заряде, а ЭДС (электродвижущая сила) — это разность потенциалов, сохраняющаяся на аккумуляторе. обычно мы рассматриваем внешнюю цепь, а также внутреннюю цепь. В=ИК
и ЭДС=Ir+IR так как ЭДС=I(r+R) поэтому ЭДС=Ir+IR
КАК МЫ ЗНАЕМ V=IR
ЭДС=V+Ir

$\endgroup$

$\begingroup$

Разность потенциалов — это электрическое давление между двумя точками, а напряжение — это электрическое давление между любыми двумя проводами под напряжением или одним проводом под напряжением и землей.

$\endgroup$

$\begingroup$

Потенциал, напряжение и ЭДС практически одно и то же. Потенциал — это значение вольт данного электрода, которое вы измеряете по отношению к некоторому стандартному электроду, потенциал которого считается нулевым (нормальный водородный электрод (NHE), насыщенный каломельный электрод (SCE) и т. д.). Напряжение — это разница между двумя измеренными таким образом потенциалами два электрода. Итак, видите ли, потенциал — это то же самое, что и напряжение, но один из электродов считается условно нулевым потенциалом. Термин «электродвижущая сила» вы бы использовали вместо напряжения, если вы намереваетесь говорить об изменении свободной энергии Гиббса, которая будет составлять полезную работу, которую вы можете получить, скажем, от данного гальванического элемента. В любом случае, на мой взгляд, это просто лукавство, поэтому вы можете использовать эти термины взаимозаменяемо, если понятно, что такое электрод сравнения.

$\endgroup$

Разница между падением напряжения и разностью потенциалов

Падение напряжения определяется как уменьшение электрического потенциала на пути тока, протекающего в электрической цепи. Падение напряжения может быть задано в каждой точке электрической цепи пропорционально электрической высоте. Количество энергии, передаваемой в секунду любому компоненту в цепи, равно падению напряжения в каждой точке вывода компонента. Его можно измерить в цепи с помощью вольтметра.

Формула сброса напряжения

V = IR

, где

V = напряжение

I = ток в Amperes (A)

R = Сопротивление в OHM Разница определяется как разница между двумя точками в электрической цепи. Другими словами, это арифметическая разница между более высоким и более низким напряжением. Это количество работы, совершаемой при перемещении единицы заряда из одной точки в другую. Его можно измерить в цепи с помощью вольтметра. Потенциальные различия между двумя точками в электрической цепи можно узнать с помощью элемента или батареи.

Формула разности потенциалов

В = Вт/Q

Где

Вт = работа, выполненная в (Джоулях)

Q = 1 Дж/10002

3 Кулон.

Один вольт — это разность потенциалов между двумя точками электрической цепи, по которой течет ток, когда 1 джоуль работы совершается для перемещения 1 кулона заряда из одной точки в другую.

Difference between Voltage Drop and Potential Difference

	Voltage Drop	Potential Difference
1.	Voltage Drop is defined as the decrease в электрическом потенциале на пути тока, протекающего в электрической цепи	Разность потенциалов определяется как разница между двумя точками в электрической цепи. Другими словами, это арифметическая разница между более высоким и более низким напряжением.
2.	Формула: В = IR	Формула: V = W/Q
.	Это разница между двумя точками цепи.
4.	Возникает из-за мешающих элементов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности.	Не зависит от резисторов, конденсаторов или катушек индуктивности
5.	Падение напряжения — это потеря напряжения из-за импеданса	Разность потенциалов — это разница между значениями напряжения в двух разных местах.

Примеры вопросов

Вопрос 1. Ток силой 6 А протекает через цепь с сопротивлением 10 Ом. Найдите падение напряжения в цепи?

Ответ: 

Учитывая, что 

I = 6 А.  

R = 10 Ом.

Формула, V = IR

V = 6 × 10

V = 60 В

Следовательно, напряжение, необходимое для цепи, равно 60 В.

последовательно и по цепи течет ток 8А. Найдите падение напряжения в цепи.

Ответ: 

Учитывая, что R = 30 + 20 = 50 Ом.

I = 8A

Формула, V = IR

В = 8 × 50 = 400 В

Следовательно, для цепи требуется напряжение 400 В.  

Вопрос 3. Какое устройство используется для поддержания разности потенциалов на проводнике.

Ответ: 

Устройство, которое используется для поддержания разности потенциалов на проводнике, представляет собой элемент или батарею.

Вопрос 4: Сколько энергии расходуется на 2 кулона заряда, проходящего через 10-вольтовую батарею.

Ответ:

Указано, что, Q = 2C

V = 10 В

Формула, V = W/Q

10 = W/2

W = 10 × 2 = 20 0003

. , необходимая энергия составляет 20 Дж.

Вопрос 5: При перемещении заряда в 25 кулонов совершается работа 5 Дж. Затем вычислите разность потенциалов между двумя точками.

Ответ:

Учитывая, что

Q = 25 C

W = 5 Дж

Формула, V = W/Q

V = 25/5 = 5

Следовательно, требуемая разность потенциалов составляет 5 В.

заряд 6C между двумя точками A и B, если точки имеют разность потенциалов 4 В.

Q = 6 C

V = 4 В

Формула, V = W/Q  

4 = W/6

⇒W = 4 × 6 = 24 Дж

Следовательно, работа, необходимая для перемещения заряда, составляет 24 Дж.

Потенциальная разница: уравнение и единица измерения

Вы когда-нибудь задумывались о том, почему вы можете держать между пальцами маленькую батарейку и ничего не чувствовать, но если вас ударит молния, вам повезет выжить? Ответом, среди прочих факторов, является напряжение (или разность потенциалов ) этих двух разных источников электричества. Типичная батарея может иметь разность потенциалов 1,5 вольта, а разряд молнии может достигать 150 миллионов вольт! В этой статье объясняется, какая разность потенциалов на самом деле — это , что поможет вам лучше понять, почему схемы ведут себя так, а не иначе, и почему их не поражает молния!

Разность потенциалов Определение

Разность потенциалов (также называемая напряжением ) может быть запутанным понятием, которое многим учащимся поначалу трудно понять. Но пусть это вас не разубедит — мы можем использовать гидравлическую аналогию , чтобы легче понять, что такое разность потенциалов и как она влияет на поведение электрической цепи.

Рассмотрим систему насосов и резервуаров, подобную той, что показана на схеме ниже. Когда насос поднимает воду в приподнятый резервуар, он добавляет энергии в систему за счет увеличения гравитационной потенциальной энергии воды ( 1 ). Сила тяжести, действующая на поднятую воду, означает, что вода на дне резервуара находится под высоким давлением ( 2 ). Если мы откроем клапан, позволяющий воде спуститься по трубе и привести в действие турбину, скорость ее течения будет зависеть от давления воды и сопротивления турбины ( 3 ). Наконец, при вращении турбины потенциальная гравитационная энергия, запасенная в воде, преобразуется в кинетическую энергию, которая удаляется из системы ( 4 ). Вода в нижней части трубы больше не имеет накопленной энергии — до тех пор, пока мы не сможем использовать насос, чтобы добавить потенциальную энергию обратно в воду и вернуть ее в верхнюю часть системы ( 1 ).

Схема, показывающая гидравлическую аналогию электрической цепи. [Слева] — система насосов и резервуаров, которая накапливает энергию в виде гравитационного потенциала и высвобождает ее в виде кинетической энергии. [Справа] — электрическая цепь, запасающая энергию в виде разности потенциалов носителей заряда, которая высвобождается в виде работы при их прохождении через резистор. Изучайте умные оригиналы.

Эта система представляет собой полезную аналогию простой электрической цепи, состоящей из батареи и резистора, как показано на схеме. Батарея обеспечивает разность потенциалов для носителей заряда ( 1 ), что аналогично гравитационной потенциальной энергии, добавленной к каждой частице воды. После прохождения через батарею каждый электрон несет электрическую энергию из-за разности потенциалов , обеспечиваемой батареей ( 2 ). Носители заряда обтекают цепь, которую можно измерить по току \(I\), зависящему от разности потенциалов \(V\) и сопротивления цепи \(R\) ( 3 ), как определено законом Ома:

$$V=IR$$

или прописью,

$$\mathrm{Потенциал}\;\mathrm{difference}\;=\;\mathrm{ ток}\;\times\;\mathrm{сопротивление}$$

Когда носители заряда проходят через резистор, их электрическая энергия преобразуется в работу, используя запасенную энергию ( 4 ). Поскольку носители заряда больше не хранят электрическую энергию, их разность потенциалов теперь равна нулю, поскольку они возвращаются в аккумулятор. Когда они снова проходят через батарею, они приобретают разность потенциалов, и процесс повторяется ( 1 ).

Надеюсь, эта аналогия поможет вам понять, что разность потенциалов — это мера количества потенциальной электрической энергии, которую носитель заряда удерживает между двумя точками цепи. Разность потенциалов измеряется в системе СИ вольт \(\mathrm{V}\).

Разность потенциалов между двумя точками цепи равна разнице количества потенциальной энергии, которую носители заряда имеют на единицу заряда между этими двумя точками. Другими словами, энергия, передаваемая (в джоулях) носителями заряда на кулон заряда между двумя точками цепи, равна разности потенциалов (или напряжению) между точками.

Гидравлическая аналогия также может помочь понять, как ведут себя ток, напряжение и сопротивление в последовательных и параллельных цепях.

Вы знакомы с Дж уле \(\mathrm{Дж}\) как с основной единицей энергии, которую мы используем в физике. Однако в ядерной и атомной физике часто используется другая единица измерения — электрон-вольта \(\mathrm{eV}\)! Это количество энергии, которое получает один электрон, когда он проходит через 9{-19}\;\mathrm{J}\).

Формула разности потенциалов

Как мы только что установили, разность потенциалов является мерой разности потенциальной энергии, которую каждая единица заряда содержит между двумя точками в электрической цепи. Это означает, что если мы знаем количество энергии, переданной \(E\)между двумя точками в цепи, и количество заряда \(Q\), прошедшего для передачи энергии, мы можем вычислить разность потенциалов \(V\) между точками по формуле ниже:

$$V=\frac EQ\;$$

или прописью,

$$\mathrm{Потенциал}\;\mathrm{разность}\;=\;\frac{\mathrm{энергия}\; \mathrm{transferred}}{\mathrm{charge}\;\mathrm{flow}}$$

Quantity	Symbol	SI unit
Potential difference	В	В (В)
Передача энергии	E	J (Joule)
Charge	Q	C (Coulomb)

Potential difference unit

By studying the formula \( V=\frac EQ\), мы видим, что разность потенциалов \(1\;\mathrm{V}\) равна \(1\;\mathrm{J}\) энергии на \(1\ ;\mathrm{C}\) бесплатно.

Единицей разности потенциалов в системе СИ является В olt \(\mathrm{V}\), что эквивалентно одному J ул-на-кулон \((\mathrm{J}/\mathrm{C})\).

Уравнение и символ разности потенциалов

Другой набор уравнений, имеющих дело с разностью потенциалов, определяется законом Ома, который описывает, как ток \(I\), проходящий через омический электрический компонент, определяется потенциалом разность \(V\) на компоненте и электрическое сопротивление компонента \(R\). Мы ссылались на этот закон и его формулу ранее в статье.

Связывание разности потенциалов с электрической мощностью

Вспоминая, что ток — это скорость, с которой заряд течет в цепи, измеряемая в кулонах в секунду , мы можем вывести уравнение для мощности ( энергия-на- второй ) электрической цепи.

Если мы знаем, что определенное количество энергии \(Q\) было передано между двумя точками цепи определенным количеством заряда \(C\), мы можем вычислить разность потенциалов \(V\) заряда между этими точками:

$$V=\frac EQ$$

Если мы также знаем, что передача энергии длилась \(t\) секунд, то мы можем определить ток \(I\):

$$I= \frac Qt$$

Переставляя оба этих уравнения для \(Q\), мы получаем:

$$\begin{array}{rcl}Q&=&\textstyle\frac EV\\Q&=&It\end{array }$$

Наконец, мы можем объединить эти уравнения, чтобы найти уравнение для степени \(P\) :

$$\begin{array}{rcl}\textstyle\frac EV&=&It\\E& =&IVt\\\textstyle\frac Et&=&IV\\P&=&IV\end{массив}$$

или прописью,

$$\mathrm{Power}\;=\;\mathrm{current}\;\times\;\mathrm{potential}\;\mathrm{difference}$$

Разность потенциалов в батарея

Батарея добавляет электрический потенциал к носителям заряда, когда они проходят через нее. Батарею также можно рассматривать как источник тока в цепи. Поскольку положительная клемма батареи имеет более высокий электрический потенциал, чем отрицательная клемма, положительные заряды отталкиваются положительной клеммой батареи и притягиваются к отрицательной клемме, создавая ток, когда они текут по цепи. Это притяжение/отталкивание эквивалентно гравитации в гидравлическом примере.

Аккумуляторы в цепи преобразуют накопленную химическую энергию в электроны, несущие заряд, увеличивая их разность потенциалов, когда они проходят через нее. Фликр.

В реальной электрической цепи носителями заряда являются электроны, которые на самом деле заряжены отрицательно! Это означает, что носители заряда в цепи перемещаются от отрицательного полюса к положительному. Когда электричество было впервые открыто, об этом еще не знали, и обычный ток определялся как переход от положительного к отрицательному. Это противоположность электронный ток , который течет от минуса к плюсу. Это различие важно учитывать при анализе цепей, но оно не входит в спецификацию экзаменов GCSE.

• Когда источник питания электрической цепи передает один джоуль энергии на каждый кулон заряда, мы говорим, что источник питания обеспечивает один вольт разности потенциалов.
• Для измерения разности потенциалов между двумя клеммами элемента, батареи или альтернативного источника питания мы используем вольтметр. Вольтметры можно использовать для измерения разности потенциалов на любом компоненте электрической цепи или между любыми двумя точками.

Вольтметры можно использовать для измерения разности потенциалов между двумя точками цепи. Если между двумя точками, измеряемыми вольтметром, нет передачи энергии, показание разности потенциалов будет равно 0 вольт. Изучайте умные оригиналы.

Примеры возможных различий

Давайте рассмотрим несколько примеров задач, которые позволят нам применить наши новые знания к различным сценариям.

Если батарея в цепи передает в общей сложности \(100\;\mathrm{J}\) энергии на \(25\;\mathrm{C}\) заряда, какой будет разность потенциалов (напряжение) измерял на клеммах аккумулятора?

1. Определите, какую информацию мы получаем из вопроса. Мы знаем количество энергии \(E=100\;\mathrm{J}\). Мы также знаем, что сумма заряда \(Q=25\;\mathrm{C}\). Вопрос просит нас найти разность потенциалов \(\mathrm{V}\).
2. Выберите правильное уравнение для использования. Поскольку вопрос касается величин \(E, Q, V\), мы можем использовать \(V=\frac EQ \).
3. Подставьте значения, чтобы найти ответ:

$$V=\;\frac{100\;\mathrm J}{25\;\mathrm C}=4\;\mathrm J/\mathrm C=\ mathbf4\boldsymbol\;\mathbf V$$

#

Та же батарея, что и в предыдущем вопросе, за 20 секунд передает 240 Дж энергии. Какой ток несут носители заряда/электроны через батарею?

1. Определите, какую информацию мы получаем из вопроса. Мы уже знаем, что разность потенциалов батареи равна \(V=4\;\mathrm{V}\). Количество переданной энергии \(E=240\;\mathrm{J}\) и затраченное время\(t=20\;\mathrm{s}\) .
2. Первым шагом является определение количества заряда, прошедшего через аккумулятор. Мы можем преобразовать уравнение в \(V=E/Q\), чтобы найти это: \(Q=240\;\mathrm{J}/4\;\mathrm{V}=60\;\mathrm{C}\) .
3. Теперь, когда мы знаем количество заряда, разделим его на время, необходимое для нахождения заряда в секунду, ток:

$$I=Q/t=60\;\mathrm C/20\; \mathrm s=3\;\mathrm A$$

#

A \(1000\;\mathrm{W}\) обогреватель потребляет \(4\;\mathrm{A}\) тока от сети источник питания. Определите, при какой разности потенциалов работает прибор.

1. Установите, какая информация предоставляется. Вопрос говорит нам о мощности прибора \(P=1000\;\mathrm{W}\) и о том, что он потребляет ток \(I=4\;\mathrm{A}\). Это говорит нам о том, что мощность равна \(1000\;\mathrm{джоулей в секунду}\), а ток равен \(4\;\mathrm{кулонов в секунду}\) соответственно.
2. Мы можем определить разность потенциалов по количеству переданной энергии на кулона заряда . За одну секунду \(4\;\mathrm{C}\) передает \(1000\;\mathrm{J}\) энергии, то есть \(1\;\mathrm{C}\) передает \(250\; \mathrm{J}\) .
3. Разность потенциалов можно найти с помощью \(V=\frac EQ\):

$$V\;=\;\frac EQ=\frac{1000\;\mathrm J}{4\;\mathrm C}=\mathbf{250}\boldsymbol\;\mathbf V$$

Разность потенциалов — основные выводы

• Разность потенциалов — это количество энергии, передаваемое на единицу заряда между двумя точками электрической цепи.
• Ток будет течь через резистор, если на компоненте есть разность потенциалов или напряжение.
• Разность электрических потенциалов между любыми двумя точками можно рассчитать по следующей формуле:

$$V=\frac EQ$$

• Единицей разности потенциалов в системе СИ является В олт \(\mathrm {V}\).