עמוד:81

81 פרק 4 אנרגיה חשמלית ופוטנציאל חשמלי פוטנציאל חשמלי ראינו שווקטור עוצמת השדה החשמלי בכל נקודה של השדה החשמלי, מאפיין את הכוח החשמלי הפועל על מטען בכל נקודה . בתחילת הדיון ציינו שנרצה למצוא גודל נוסף, סקלרי, שבאמצעותו נאפיין את האנרגיה בכל נקודה של השדה החשמלי . לשם כך נגדיר פוטנציאל חשמלי בתור האנרגיה החשמלית ליחידת מטען בנקודה בשדה החשמלי . הפוטנציאל החשמלי בנקודה כלשהי יסומן ב - V ולכן : , כאשר : U - האנרגיה החשמלית של מטען q בנקודה כלשהי בשדה החשמלי, ביחידות ג'אול [ J ] . E q - המטען ביחידות קולון [ C ] . V - הפוטנציאל החשמלי ביחידות שנקראות וולט : . פוטנציאל חשמלי בנקודה כלשהי של השדה החשמלי יכול להיות חיובי או שלילי . הפוטנציאל החשמלי בנקודה מסוימת יהיה חיובי ושווה ל - [ V ] 1 אם : מתקבלת אנרגיה של [ J ] 1 , כאשר מטען חיובי של [ C ] 1 נע באופן ספונטני מאותה נקודה ועד לאינסוף, או : העברה של מטען חיובי שגודלו [ C ] 1 מאינסוף עד לאותה נקודה כרוכה בעבודה של [ J ] 1 . הפוטנציאל החשמלי בנקודה מסוימת שלילי ושווה ל - [ V ] 1 , אם : מתקבלת אנרגיה של [ J ] 1 , כאשר מטען חיובי של [ C ] 1 נע באופן ספונטני מאינסוף ועד לאותה נקודה, או : נדרשת עבודה של [ J ] 1 כדי להעביר מטען חיובי שגודלו [ C ] 1 מאותה נקודה לאינסוף, ללא שינוי באנרגיה הקינטית . הפוטנציאל החשמלי סביב מטען נקודתי הפוטנציאל החשמלי V בנקודה כלשהי במרחק r ממטען Q נתון על ידי : . לכן, הסימן של המטען Q קובע אם הפוטנציאל שלילי או חיובי . באיור מתואר הפוטנציאל כפונקציה של המרחק ממטען Q + . הפוטנציאל הנוצר על ידי מערכת של מטענים נקודתיים פוטנציאל הוא גודל סקלרי, לכן הפוטנציאל בנקודה נתונה P הוא סכום סקלרי של הפוטנציאלים הנוצרים באותה נקודה על ידי המטענים הבודדים . Q 1 r r 21 Q 2 P פוטנציאל חשמלי סביב מטען נקודתי כפונקציה של המרחק ממנו . V r V = r kQ

מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר