Конвертер величин / Калькулятор единиц измерения

Изначальное значение:

Калькулятуру классических единиц измерения:

Категории измерений:Активность катализатораБайт / Битвес ткани (текстиль)ВремяВыбросы CO2Громкость звукаДавлениеДинамическая вязкостьДлина / РасстояниеЁмкостьИмпульсИндуктивностьИнтенсивность светаКинематическая вязкостьКоличество веществаКулинария / РецептыМагнитный потокмагнитодвижущая силаМасса / ВесМассовый расходМолярная концентрацияМолярная массаМолярный объемМомент импульсаМомент силыМощностьМощностью эквивалентной дозыМузыкальный интервалНапряжённость магнитного поляНефтяной эквивалентОбъёмОбъёмный расход жидкостиОсвещенностьПлоский уголПлотностьПлотность магнитного потокаПлощадьПоверхностное натяжениеПоглощённая дозаПриставки СИпроизведение дозы на длинупроизведения дозы на площадьПроизводительность компьютера (флопс)Производительность компьютера (IPS)РадиоактивностьРазмер шрифта (CSS)Световая энергияСветовой потокСилаСистемы исчисленияСкоростьСкорость вращенияСкорость передачи данныхСкорость утечкиТекстильные измеренияТелесный уголТемператураУскорениеЧастей в .

..ЧастотаЭквивалентная дозаЭкспозиционная дозаЭлектрическая эластичностьЭлектрический дипольный моментЭлектрический зарядЭлектрический токЭлектрическое напряжениеЭлектрическое сопротивлениеЭлектрической проводимостиЭнергияЯркостьFuel consumption   

Изначальное значение:

Изначальная единица измерения:Ангстрем [Å]Астрономическая единица [AU]аттометр [ам]гектометр [гм]Гигаметр [Гм]декаметр [дам]дециметр [дм]Дюйм [in]Икс-единица — СигбанКабельтовКвартеркилометр [км]ЛинкЛокоть (британский)Мегаметр [Мм]Метр [м]Метрическая милямикрометр [мкм]миллиметр [мм]Миль — тыcячМиля (международная) [mi]Миля (США)Морская миляМорская саженьнанометр [нм]Парсек [pc]Перчпикометр [пм]Планковская длинаПольРимская миляРодсантиметр [см]Световые годыСветовые дниСветовые минутыСветовые секундыСветовые часыСтатутная миляТвипфемтометр [фм]ФурлонгФут [ft]Чейн [ch]Ярд

Требуемая единица измерения:Ангстрем [Å]Астрономическая единица [AU]аттометр [ам]гектометр [гм]Гигаметр [Гм]декаметр [дам]дециметр [дм]Дюйм [in]Икс-единица — СигбанКабельтовКвартеркилометр [км]ЛинкЛокоть (британский)Мегаметр [Мм]Метр [м]Метрическая милямикрометр [мкм]миллиметр [мм]Миль — тыcячМиля (международная) [mi]Миля (США)Морская миляМорская саженьнанометр [нм]Парсек [pc]Перчпикометр [пм]Планковская длинаПольРимская миляРодсантиметр [см]Световые годыСветовые дниСветовые минутыСветовые секундыСветовые часыСтатутная миляТвипфемтометр [фм]ФурлонгФут [ft]Чейн [ch]Ярд

Перевод единиц измерения никак нельзя назвать банальной задачей: Миллиметр, сантиметр, дециметр, метр, километр, миля, морская миля, фут, ярд, дюйм, локоть, парсек и световой год. С помощью этих измерений могут быть рассчитаны расстояния. И это далеко не все возможные измерения, а лишь наиболее распространенные из них. В случаях измерений площади (квадратный метр, квадратный километр, ар, гектар, морган, акр и другие), температуры (в градусах по Цельсию, по Кельвину, по Фаренгейту), скорости (м/с, км/час, миль/ч, узлы, мах), веса (центнер, килограмм, метрическая тонна, американская тонна, стандартная тонна, фунт и другие) и объема (кубический метр, гектолитр, английский галлон жидкости, американский жидкий галлон, американский сухой галлон, баррель и другие) ситуация не намного лучше. А если всего этого вам показалось мало — большинство из этих

единиц также имеют подразделения и высшие единицы (например, милли-, санти-, деци-). Короче говоря, хаос, в котором так трудно разобраться без помощи справочника или других средств. Данный калькулятор единиц измерения идеально подходит для перевода данных единиц.

Калькулятор-конвертор для единиц измерения. Способен преобразовать огромное количество единиц измерения.

Конвертер величин / Калькулятор единиц измерения

Изначальное значение:

Калькулятуру классических единиц измерения:

Категории измерений:Активность катализатораБайт / Битвес ткани (текстиль)ВремяВыбросы CO2Громкость звукаДавлениеДинамическая вязкостьДлина / РасстояниеЁмкостьИмпульсИндуктивностьИнтенсивность светаКинематическая вязкостьКоличество веществаКулинария / РецептыМагнитный потокмагнитодвижущая силаМасса / ВесМассовый расходМолярная концентрацияМолярная массаМолярный объемМомент импульсаМомент силыМощностьМощностью эквивалентной дозыМузыкальный интервалНапряжённость магнитного поляНефтяной эквивалентОбъёмОбъёмный расход жидкостиОсвещенностьПлоский уголПлотностьПлотность магнитного потокаПлощадьПоверхностное натяжениеПоглощённая дозаПриставки СИпроизведение дозы на длинупроизведения дозы на площадьПроизводительность компьютера (флопс)Производительность компьютера (IPS)РадиоактивностьРазмер шрифта (CSS)Световая энергияСветовой потокСилаСистемы исчисленияСкоростьСкорость вращенияСкорость передачи данныхСкорость утечкиТекстильные измеренияТелесный уголТемператураУскорениеЧастей в .

..ЧастотаЭквивалентная дозаЭкспозиционная дозаЭлектрическая эластичностьЭлектрический дипольный моментЭлектрический зарядЭлектрический токЭлектрическое напряжениеЭлектрическое сопротивлениеЭлектрической проводимостиЭнергияЯркостьFuel consumption   

Изначальное значение:

Изначальная единица измерения:Ангстрем [Å]Астрономическая единица [AU]аттометр [ам]гектометр [гм]Гигаметр [Гм]декаметр [дам]дециметр [дм]Дюйм [in]Икс-единица — СигбанКабельтовКвартеркилометр [км]ЛинкЛокоть (британский)Мегаметр [Мм]Метр [м]Метрическая милямикрометр [мкм]миллиметр [мм]Миль — тыcячМиля (международная) [mi]Миля (США)Морская миляМорская саженьнанометр [нм]Парсек [pc]Перчпикометр [пм]Планковская длинаПольРимская миляРодсантиметр [см]Световые годыСветовые дниСветовые минутыСветовые секундыСветовые часыСтатутная миляТвипфемтометр [фм]ФурлонгФут [ft]Чейн [ch]Ярд

Требуемая единица измерения:Ангстрем [Å]Астрономическая единица [AU]аттометр [ам]гектометр [гм]Гигаметр [Гм]декаметр [дам]дециметр [дм]Дюйм [in]Икс-единица — СигбанКабельтовКвартеркилометр [км]ЛинкЛокоть (британский)Мегаметр [Мм]Метр [м]Метрическая милямикрометр [мкм]миллиметр [мм]Миль — тыcячМиля (международная) [mi]Миля (США)Морская миляМорская саженьнанометр [нм]Парсек [pc]Перчпикометр [пм]Планковская длинаПольРимская миляРодсантиметр [см]Световые годыСветовые дниСветовые минутыСветовые секундыСветовые часыСтатутная миляТвипфемтометр [фм]ФурлонгФут [ft]Чейн [ch]Ярд

Перевод единиц измерения никак нельзя назвать банальной задачей: Миллиметр, сантиметр, дециметр, метр, километр, миля, морская миля, фут, ярд, дюйм, локоть, парсек и световой год.

С помощью этих измерений могут быть рассчитаны расстояния. И это далеко не все возможные измерения, а лишь наиболее распространенные из них. В случаях измерений площади (квадратный метр, квадратный километр, ар, гектар, морган, акр и другие), температуры (в градусах по Цельсию, по Кельвину, по Фаренгейту), скорости (м/с, км/час, миль/ч, узлы, мах), веса (центнер, килограмм, метрическая тонна, американская тонна, стандартная тонна, фунт и другие) и объема (кубический метр, гектолитр, английский галлон жидкости, американский жидкий галлон, американский сухой галлон, баррель и другие) ситуация не намного лучше. А если всего этого вам показалось мало — большинство из этих единиц также имеют подразделения и высшие единицы (например, милли-, санти-, деци-). Короче говоря, хаос, в котором так трудно разобраться без помощи справочника или других средств. Данный калькулятор единиц измерения идеально подходит для перевода данных единиц.

Калькулятор-конвертор для единиц измерения. Способен преобразовать огромное количество единиц измерения.

Конвертировать Единицы измерения / Конвертер единиц измерения

Преобразуемое значение:

Калькулятор классических единиц измерения:

Категория измерения:Поглощенная дозаУскорениеКоличество веществаУголУгловой импульсПлощадьБайты / БитыЕмкостьКаталитическая активностьДанныеВыбросы CO2Производительность компьютера (IPS)Производительность компьютера (FLOPS) rateDensityDistanceDose area productDose length productDynamic viscosityElectric chargeElectric conductanceElectric currentElectric dipole momentElectrical elastanceElectrical resistanceEnergyEquivalent doseFabric weight (Textiles)Font size (CSS)ForceFrequencyFuel consumptionIlluminanceImpulseInductanceIonizing radiation doseKinematic viscosityLeak rateLuminanceLuminous energyLuminous fluxLuminous intensityMagnetic fieldMagnetic field strengthMagnetic fluxMagnetomotive forceMass / WeightMass flow rateMolar concentrationMolar massMolar volumeMusical intervalNumeral systemsOil equivalentParts-Per .

..PowerPressur eДоза радиацииРадиоактивностьСкорость вращенияSI-префиксыТвердый уголУровень звукаПоверхностное натяжениеТемператураИзмерение тканиВремяКрутящий моментСкоростьНапряжениеОбъемОбъемный расход   

Преобразуемое значение:

Исходная единица измерения: Ангстрем [Å]Астрономическая единица [AU]Аттометр [am]Длина кабеляСантиметр [см]Цепь [ch]Кубит (британский)Декаметр [dam]Дециметр [дм]FathomFemtometre [ fm]Фут [фут]ФурлонгГигаметр [Гм]Гектометр [чм]Дюйм [дюйм]Километр [км]Световые дниСветовые часыСветовые минутыСветовые секундыСветовые годыСсылкаМегаметр [Мм]Метр [м]Метрическая миляМикрометр [мкм] Мил — Тысяча миль (международная) [ми ]Миля (США)Миллиметр [мм]Нанометр [нм]Морская миляПарсек [ПК]ПершПиметр [pm]Планковая длинаПолюсКварталРимская миляСтатутная миляTwipX Единица — ЗигбанЯрды

Целевая единица: Ангстрем [Å] Астрономическая единица [AU] Аттометр [am] Длина кабеля Сантиметр [cm] Цепь [ch] Кубит (британский) Декаметр [dam] Дециметр [dm] Fathom Femtometre [fm] Foot [ft] Furlong Gigameter [Gm ]Гектометр [чм]Дюйм [дюйм]Километр [км]Световые дниСветовые часыСветовые минутыСветовые секундыСветовые годыСсылкаМегаметр [Мм]Метр [м]Метрическая миляМикрометр [мкм]Мил — ТысячаМиль (международная) [мили]Миля (США)Миллиметр [мм] Нанометр [нм]Морская миляПарсек [пк]ПершПиметр [пм]Планковая длинаПолюсКварталРимская миляСтатутная миляTwipX Единица — ЗигбанЯрды

Преобразование единиц измерения совсем не тривиально: Миллиметр, сантиметр, дециметр, метр, километр, мили, морской мили, футы, ярды, дюймы, локти, парсекы и световые годы. Со всем эти измерения расстояний могут быть рассчитаны. И это даже не близкие ко всем возможным измерениям , вернее только самые распространенные те. В случае площадей (квадратный метр, квадратный километр, площадь, гектар, Морган, акр среди прочего), температуры (градусы Цельсия, Кельвина, по Фаренгейту), скорость (м/с, км/ч, мили/ч, узлы, мах), вес (сотни вес, килограмм, метрическая тонна, тонна США, имперская тонна, фунт и др.) и объемы (кубический метр, гектолитр, имперский галлон жидкости, галлон США жидкость, сухой галлон США, баррель среди прочего) не намного лучше. К полный хаос большинство из этих единицы также имеют подразделения и выше единиц (-> милли, санти, деци и др.). Короче: Хаос, в котором никто действительно, кажется, не видит ясно без помощи справки и различные формы помощи. Калькулятор для преобразования единиц измерения , подобный этому, идеально подходит для преобразования единиц измерения .

Преобразование — калькулятор в преобразование единиц измерения . Поддерживает огромное количество измерение единицы .

Разница потенциалов – Колледж физики

Резюме

• Дайте определение электрического потенциала и электрической потенциальной энергии.
• Опишите взаимосвязь между разностью потенциалов и электрической потенциальной энергией.
• Объясните электрон-вольт и его использование в субмикроскопическом процессе.
• Определить электрическую потенциальную энергию, зная разность потенциалов и величину заряда.

Когда свободный положительный заряд [латекс]\boldsymbol{q}[/латекс] ускоряется электрическим полем, как показано на рисунке 1, ему придается кинетическая энергия. Этот процесс аналогичен ускорению объекта гравитационным полем. Это похоже на то, как будто заряд спускается с электрического холма, где его электрическая потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. Давайте исследуем работу, совершаемую электрическим полем над зарядом [латекс]\boldsymbol{q}[/латекс] в этом процессе, чтобы мы могли разработать определение электрической потенциальной энергии.

Рис. 1. Заряд, ускоренный электрическим полем, аналогичен массе, спускающейся с холма. В обоих случаях потенциальная энергия переходит в другую форму. Работа совершается силой, но поскольку эта сила консервативна, мы можем написать Вт = –ΔPE .

Электростатическая или кулоновская сила является консервативной, что означает, что работа, выполненная над [латексом]\boldsymbol{q}[/латекс], не зависит от пройденного пути. Это в точности аналогично гравитационной силе в отсутствие диссипативных сил, таких как трение. Когда сила консервативна, можно определить потенциальную энергию, связанную с силой, и обычно легче иметь дело с потенциальной энергией (поскольку она зависит только от положения), чем напрямую вычислять работу.

Мы используем буквы PE для обозначения электрической потенциальной энергии, которая измеряется в джоулях (Дж). Изменение потенциальной энергии, [латекс]\boldsymbol{\Delta\textbf{PE}}[/латекс], имеет решающее значение, поскольку работа, выполняемая консервативной силой, является отрицательной величиной изменения потенциальной энергии; то есть [латекс]\boldsymbol{W = — \Delta \textbf{PE}}[/латекс]. Например, работа [латекс]\boldsymbol{W}[/латекс], совершаемая для ускорения положительного заряда из состояния покоя, положительна и является результатом потери PE, или отрицательная [латекс]\boldsymbol{ \Delta \textbf{PE} }[/латекс]. Перед [latex]\boldsymbol{ \Delta \textbf{PE}}[/latex] должен стоять знак минус, чтобы [latex]\boldsymbol{W}[/latex] был положительным. PE можно найти в любой точке, взяв одну точку за точку отсчета и рассчитав работу, необходимую для перемещения заряда в другую точку.

Потенциальная энергия

[латекс]\boldsymbol{W =- \Delta \textbf{PE}}[/латекс]. Например, работа [латекс]\boldsymbol{W}[/латекс], совершаемая для ускорения положительного заряда из состояния покоя, положительна и является результатом потери PE, или отрицательная [латекс]\boldsymbol{ \Delta \textbf{PE} }[/латекс]. Перед [latex]\boldsymbol{\Delta \textbf{PE}}[/latex] должен стоять знак минус, чтобы [latex]\boldsymbol{W}[/latex] был положительным. PE можно найти в любой точке, взяв одну точку за точку отсчета и рассчитав работу, необходимую для перемещения заряда в другую точку.

Гравитационная потенциальная энергия и электрическая потенциальная энергия совершенно аналогичны. Потенциальная энергия учитывает работу, выполняемую консервативной силой, и дает дополнительное представление об энергии и преобразовании энергии без необходимости иметь дело с силой напрямую. Например, гораздо чаще используется понятие напряжения (связанное с потенциальной электрической энергией), чем непосредственное рассмотрение кулоновской силы.

Прямой расчет работы, как правило, затруднен, поскольку [латекс]\boldsymbol{ W = Fd \;\textbf{cos} \theta }[/latex], а также направление и величина [латекс]\boldsymbol{F}[/latex] ] может быть сложным для нескольких зарядов, для объектов необычной формы и на произвольных путях. Но мы знаем, что, поскольку [latex]\boldsymbol{F = qE}[/latex], работа и, следовательно, [latex]\boldsymbol{\Delta \textbf{PE}}[/latex], пропорциональна тестовый заряд [латекс]\boldsymbol{q}[/латекс]. Чтобы иметь физическую величину, независимую от пробного заряда, мы определяем электрический потенциал  [латекс]\boldsymbol{V}[/латекс] (или просто потенциал, поскольку понимается электричество) как потенциальная энергия на единицу заряда:

[латекс]\boldsymbol{V =}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{\frac{\textbf{PE}}{q}} .[/латекс]

Electric Potential

Это электрическая потенциальная энергия на единицу заряда.

[латекс]\boldsymbol{V =}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{\frac{\textbf{PE}}{q}}[/латекс]

Поскольку PE пропорциональна [latex]\boldsymbol{q}[/latex] , зависимость от [latex]\boldsymbol{q}[/latex] отменяется. Таким образом, [latex]\boldsymbol{V}[/latex] не зависит от [latex]\boldsymbol{q}[/latex]. Изменение потенциальной энергии [латекс]\boldsymbol{ \Delta \textbf{PE}}[/latex] имеет решающее значение, поэтому нас интересует разность потенциалов или разность потенциалов [латекс]\boldsymbol{ \Delta V}[ /latex] между двумя точками, где

[латекс]\boldsymbol{\Delta V = V _{\textbf{B}} — V _{\textbf{A}} =}[/latex] [латекс]\boldsymbol{\frac{\Delta \textbf{PE} {q}} . [/латекс]

Таким образом, разность потенциалов между точками A и B, [латекс]\boldsymbol{V_{\textbf{B}} — V_{\textbf{A}}}[/latex], определяется как изменение потенциала энергия заряда [латекс]\boldsymbol{q}[/латекс], перемещенного из А в В, деленная на заряд. Единицами разности потенциалов являются джоули на кулон, получившие название вольт (В) в честь Алессандро Вольта.

[латекс]\boldsymbol{1 \textbf{V} = 1}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{\frac{\textbf{J}}{\textbf{C}}}[/латекс]

Разность потенциалов

Разность потенциалов между точками A и B, [латекс]\boldsymbol{V_{\textbf{B}} — V_{\textbf{A}}}[/latex], определяется как изменение потенциальная энергия заряда [латекс]\boldsymbol{q}[/латекс], перемещенного из А в В, деленная на заряд. Единицами разности потенциалов являются джоули на кулон, получившие название вольт (В) в честь Алессандро Вольта.

[латекс]\boldsymbol{1 \textbf{V} = 1}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{\frac{\textbf{J}}{\textbf{C}}}[/латекс]

Знакомый термин напряжение является общим названием разности потенциалов. Имейте в виду, что всякий раз, когда указывается напряжение, подразумевается разность потенциалов между двумя точками. Например, у каждой батареи есть две клеммы, а ее напряжение — это разность потенциалов между ними. Более того, точка, которую вы выбираете как ноль вольт, является произвольной. Это аналогично тому факту, что гравитационная потенциальная энергия имеет произвольный нуль, например, уровень моря или, возможно, пол лекционного зала.

Таким образом, связь между разностью потенциалов (или напряжением) и электрической потенциальной энергией определяется выражением

.

[латекс]\boldsymbol{\Delta V =}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{\frac{\Delta \textbf{PE}}{q}}[/латекс] [латекс]\текст{и} \ ;\boldsymbol{\Delta \textbf{PE} = \textbf{q} \Delta \textbf{V}} .[/latex]

Разность потенциалов и электрическая потенциальная энергия

Связь между разностью потенциалов (или напряжением) и электрической потенциальной энергией определяется выражением

[латекс]\boldsymbol{\Delta V =}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{\frac{\Delta \textbf{PE}}{q}}[/латекс] [латекс]\текст{и} \;\boldsymbol{\Delta \textbf{PE} = q \Delta V}. [/latex]

Второе уравнение эквивалентно первому.

Напряжение не совпадает с энергией. Напряжение – это энергия на единицу заряда. Таким образом, аккумулятор мотоцикла и автомобильный аккумулятор могут иметь одинаковое напряжение (точнее, одинаковую разность потенциалов между клеммами аккумулятора), однако один из них хранит гораздо больше энергии, чем другой, поскольку [латекс]\boldsymbol{ \Delta \textbf{PE} = q \Delta V}[/latex]. Автомобильный аккумулятор может передавать больше заряда, чем аккумулятор мотоцикла, хотя оба являются аккумуляторами на 12 В.

Пример 1: Расчет энергии

Предположим, у вас есть мотоциклетная батарея на 12,0 В, которая может заряжать 5000 Кл, и автомобильная батарея на 12,0 В, которая может заряжать 60 000 Кл. Сколько энергии дает каждый? (Предположим, что числовое значение каждого заряда соответствует трем значащим цифрам.)

Стратегия

Если мы говорим, что у нас есть батарея на 12,0 В, это означает, что ее клеммы имеют разность потенциалов 12,0 В. 4 \;\textbf{J}}. \end{массив}[/латекс] 95 \;\textbf{J}} \end{array}[/latex]

Обсуждение

Хотя напряжение и энергия связаны, это не одно и то же. Напряжения батарей идентичны, но энергия, выдаваемая каждой из них, совершенно разная. Обратите также внимание на то, что по мере разрядки аккумулятора часть его энергии расходуется внутри, и напряжение на его клеммах падает, например, когда фары тускнеют из-за низкого заряда автомобильного аккумулятора. Энергия, поставляемая батареей, по-прежнему рассчитывается, как в этом примере, но не вся энергия доступна для внешнего использования.

Обратите внимание, что энергии, рассчитанные в предыдущем примере, являются абсолютными значениями. Изменение потенциальной энергии для батареи отрицательно, так как она теряет энергию. Эти батареи, как и многие электрические системы, на самом деле перемещают отрицательный заряд, в частности электроны. Батареи отталкивают электроны от своих отрицательных клемм (A) через любую задействованную схему и притягивают их к своим положительным клеммам (B), как показано на рисунке 2. Изменение потенциала составляет [латекс]\boldsymbol{\Delta V = V_{\ textbf{B}} — V_{\textbf{A}} = +12 \;\textbf{V}}[/latex] и заряд [latex]\boldsymbol{q}[/latex] отрицателен, так что [ латекс]\boldsymbol{\Delta \textbf{PE} = q \Delta V}[/latex] имеет отрицательное значение, что означает, что потенциальная энергия батареи уменьшилась, когда [latex]\boldsymbol{q}[/latex] переместился из от А до Б.

Рисунок 2. Аккумулятор перемещает отрицательный заряд от отрицательной клеммы через фару к положительной клемме. Соответствующие комбинации химических веществ в батарее разделяют заряды так, что на отрицательной клемме появляется избыток отрицательного заряда, который отталкивается ею и притягивается к избыточному положительному заряду на другой клемме. С точки зрения потенциала, положительная клемма находится под более высоким напряжением, чем отрицательная. Внутри батареи движутся как положительные, так и отрицательные заряды.

Пример 2. Сколько электронов проходит через фару каждую секунду?

Когда автомобильный аккумулятор на 12,0 В питает одну фару мощностью 30,0 Вт, сколько электронов проходит через нее каждую секунду?

Стратегия

Чтобы найти количество электронов, мы должны сначала найти заряд, который переместился за 1,00 с. Перемещенный заряд связан с напряжением и энергией через уравнение [латекс]\жирныйсимвол{\Delta\textbf{PE} = q \Delta V}[/латекс]. Лампа мощностью 30,0 Вт потребляет 30,0 Дж в секунду. Поскольку батарея теряет энергию, мы имеем [латекс]\boldsymbol{ \Delta \textbf{PE} = -30,0 \;\textbf{J}}[/latex] и, поскольку электроны переходят от отрицательной клеммы к положительной , мы видим, что [латекс]\boldsymbol{\Delta V = +12,0 \; V}[/латекс].

Решение

Чтобы найти перемещенный заряд [латекс]\boldsymbol{q}[/latex], решим уравнение [латекс]\boldsymbol{\Delta \textbf{PE} = q \Delta V}[/ латекс]:

[латекс]\boldsymbol{q =}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{\frac{\Delta \textbf{PE}}{\Delta V}}.[/latex]

значения для [latex]\boldsymbol{\Delta \textbf{PE}}[/latex] и [latex]\boldsymbol{\Delta \textbf{V}}[/latex], мы получаем

[latex]\boldsymbol{ q =}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{\frac{-30,0 \;\textbf{J}}{+12,0 \;\textbf{V}}}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{=} [/ латекс] [латекс] \boldsymbol {\ frac {-30,0 \; \textbf{J}}{+12,0 \;\textbf{J} / \textbf{C}}}[/latex] [латекс]\boldsymbol{= -2,50 \; \textbf{C}} . [/латекс] 9{19} \;\textbf{электроны.}}[/latex]

Обсуждение

Это очень большое число. Неудивительно, что мы обычно не наблюдаем отдельных электронов, когда их так много в обычных системах. Фактически, электричество использовалось в течение многих десятилетий, прежде чем было установлено, что движущиеся заряды во многих случаях были отрицательными. Положительный заряд, движущийся в направлении, противоположном направлению отрицательного заряда, часто производит идентичные эффекты; это затрудняет определение того, что движется или движутся ли оба.

Энергия, приходящаяся на электрон, очень мала в макроскопических ситуациях, подобных той, что была в предыдущем примере, — крошечная доля джоуля. Но в субмикроскопическом масштабе такая энергия, приходящаяся на одну частицу (электрон, протон или ион), может иметь большое значение. Например, даже крошечной доли джоуля может быть достаточно для того, чтобы эти частицы разрушили органические молекулы и нанесли вред живым тканям. Частица может нанести ущерб при прямом столкновении или создать вредное рентгеновское излучение, которое также может нанести ущерб. Полезно иметь единицу энергии, связанную с субмикроскопическими эффектами. На рис. 3 показана ситуация, связанная с определением такой единицы энергии. Электрон ускоряется между двумя заряженными металлическими пластинами, как в телевизионной трубке старой модели или в осциллографе. Электрон получает кинетическую энергию, которая затем преобразуется в другую форму — например, в свет в телевизионной трубке. (Обратите внимание, что нисходящий для электрона восходящий для положительного заряда.) Поскольку энергия связана с напряжением соотношением [латекс]\boldsymbol{ \Delta \textbf{PE} = q \Delta V}[/latex], мы можем думать о джоуль как кулон-вольт.

Рисунок 3. Типичная электронная пушка ускоряет электроны, используя разность потенциалов между двумя металлическими пластинами. Энергия электрона в электрон-вольтах численно равна напряжению между пластинами. Например, разность потенциалов 5000 В производит электроны с энергией 5000 эВ.

В субмикроскопическом масштабе удобнее определить единицу энергии, называемую электрон-вольт (эВ), которая представляет собой энергию, переданную основному заряду, ускоренному за счет разности потенциалов в 1 В. В форме уравнения 9{-19} \;\textbf{J}.} \end{массив}[/latex]

Электрон, ускоренный разностью потенциалов в 1 В, получает энергию 1 эВ. Отсюда следует, что электрон, ускоренный через 50 В, получает энергию 50 эВ. Разность потенциалов 100 000 В (100 кВ) даст электрону энергию 100 000 эВ (100 кэВ) и так далее. Точно так же ион с двойным положительным зарядом, ускоренный до 100 В, получит энергию 200 эВ. Эти простые соотношения между ускоряющим напряжением и зарядами частиц делают электрон-вольт простой и удобной единицей энергии в таких обстоятельствах.

Соединения: единицы энергии

Электрон-вольт (эВ) является наиболее распространенной единицей энергии для субмикроскопических процессов. Это будет особенно заметно в главах, посвященных современной физике. Энергия настолько важна для очень многих предметов, что существует тенденция определять специальную единицу измерения энергии для каждой основной темы. Есть, например, калории для пищевой энергии, киловатт-часы для электрической энергии и термы для энергии природного газа.

Электрон-вольт обычно используется в субмикроскопических процессах — химические валентные энергии, молекулярные и ядерные энергии связи входят в число величин, часто выражаемых в электрон-вольтах. Например, для разрушения некоторых органических молекул требуется около 5 эВ энергии. Если протон ускоряется из состояния покоя через разность потенциалов 30 кВ, ему придается энергия 30 кэВ (30 000 эВ), и он может расщепить до 6000 этих молекул [латекса]\boldsymbol{(30 000 \;\ textbf{эВ} \div 5 \;\textbf{эВ на молекулу} = 6000 \;\textbf{молекул})}[/latex]. Энергия ядерного распада составляет порядка 1 МэВ (1 000 000 эВ) на событие и, таким образом, может привести к значительным биологическим повреждениям.

Полная энергия системы сохраняется, если нет чистого добавления (или вычитания) работы или теплопередачи. Для консервативных сил, таких как электростатическая сила, закон сохранения энергии утверждает, что механическая энергия является константой.

Механическая энергия сумма кинетической энергии и потенциальной энергии системы; то есть [латекс]\жирныйсимвол{\textbf{KE} + \textbf{PE} = \textbf{константа}}[/латекс]. Потеря PE заряженной частицы становится увеличением ее KE. Здесь РЕ — электрическая потенциальная энергия. Сохранение энергии выражается в форме уравнения как

[латекс]\boldsymbol{\textbf{KE} + \textbf{PE} = \textbf{константа}}[/latex]

или

[латекс]\boldsymbol{\textbf{KE}_{\textbf{i}} + \textbf{PE}_{\textbf{i}} = \textbf{KE}_{\textbf{f}} + \ textbf{PE}_{\textbf{f}},}[/латекс]

, где i и f обозначают начальные и конечные условия. Как мы уже много раз убеждались, рассмотрение энергии может дать нам понимание и облегчить решение проблем. 2}[/latex], [латекс]\boldsymbol{\textbf{PE}_{\textbf{i}} = qV}[/ латекс] и [латекс]\boldsymbol{\textbf{PE}_{\textbf{f}} = 0}[/латекс]. 96 \;\textbf{m}/ \textbf{s}} \end{array} .[/latex]

Обсуждение

Обратите внимание, что как заряд, так и начальное напряжение отрицательны, как на рисунке 3. Из Из обсуждений в главе 18 «Электрический заряд и электрическое поле» мы знаем, что электростатические силы, действующие на малые частицы, обычно очень велики по сравнению с силой гравитации. Большая конечная скорость подтверждает, что гравитационной силой здесь действительно можно пренебречь. Большая скорость также указывает на то, насколько легко ускорять электроны при малых напряжениях из-за их очень малой массы. Напряжения, намного превышающие 100 В в этой задаче, обычно используются в электронных пушках. Эти более высокие напряжения создают настолько большие скорости электронов, что необходимо учитывать релятивистские эффекты. Вот почему в этом примере рассматривается (точно) низкое напряжение.

• Электрический потенциал – это потенциальная энергия на единицу заряда.
• Разность потенциалов между точками A и B, [латекс]\boldsymbol{V_{\textbf{B}} -V _{\textbf{A}}}[/latex], определяемая как изменение потенциальной энергии заряда [латекс]\boldsymbol{q}[/латекс], перемещенный из А в В, равен изменению потенциальной энергии, деленному на заряд. Разность потенциалов обычно называют напряжением, обозначаемым символом
  [латекс]\жирныйсимвол{\ Дельта \textbf{V}}[/latex]. 9{-19} \;\textbf{J}.} \end{массив}[/latex]

• Механическая энергия представляет собой сумму кинетической энергии и потенциальной энергии системы, то есть [латекс]\boldsymbol{\textbf{KE} + \textbf{PE}}[/latex]. Эта сумма является константой.

 

Задачи и упражнения

1: Найдите отношение скоростей электрона и отрицательного иона водорода (имеющего лишний электрон), ускоренных при одинаковом напряжении, при нерелятивистских конечных скоростях. 2 \;\textbf{N}}[/latex] для час. 9{-12} \;\textbf{m}}[/latex], найдя напряжение одного на этом расстоянии и умножив его на заряд другого. б) При какой температуре атомы газа будут иметь среднюю кинетическую энергию, равную этой необходимой электрической потенциальной энергии?

11: Необоснованные результаты
(a) Найдите напряжение вблизи металлической сферы диаметром 10,0 см, на которой имеется 8,00 Кл избыточного положительного заряда. б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения ответственны?

12: Создайте свою собственную задачу
Рассмотрим аккумулятор, используемый для питания сотового телефона. Составьте задачу, в которой вы определяете энергию, которая должна быть предоставлена ​​батареей, а затем вычисляете количество заряда, которое она должна быть в состоянии переместить, чтобы обеспечить эту энергию. Среди вещей, которые следует учитывать, — потребности в энергии и напряжение батареи. Возможно, вам придется заглянуть вперед, чтобы интерпретировать характеристики батареи производителя в ампер-часах как энергию в джоулях.