עמוד:83

83 פרק 4 אנרגיה חשמלית ופוטנציאל חשמלי סיכום בשדה חשמלי פועל כוח חשמלי על כל מטען חשמלי שנמצא באזור ההשפעה שלו, ויש אנרגיה . 1 חשמלית לכל מטען חשמלי הנמצא בשדה . העבודה הכוללת של השדה החשמלי, בהביאו מטען q מנקודה A לנקודה B : . 2 הכוח החשמלי הוא כוח משמר, ולכן : . 3 העבודה שמבצע הכוח החשמלי בהעתיקו מטען מנקודה לנקודה אינה תלויה במסלול אלא רק בנקודות ההתחלה והסיום . U . ניתן להגדיר למטען אנרגיה פוטנציאלית חשמלית , שאותה נסמן E הפרש האנרגיות הפוטנציאליות החשמליות של המטען q בשתי נקודות שונות בשדה החשמלי ניתן על ידי : העבודה הכוללת של כוח חיצוני, בהביאו מטען q מנקודה A לנקודה B ( ללא שינוי באנרגיה הקינטית ) : הגודל נקרא האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית של מטען q בשדה של מטען Q . 4 ובמרחק r ממנו . מטעמי סימטריה, זוהי גם האנרגיה של מטען Q בשדה של מטען q . זוהי גם האנרגיה של מערכת שני מטענים הנמצאים במרחק r זה מזה . האנרגיה הפוטנציאלית שווה לעבודה הנדרשת על ידי כוח חיצוני להעתיק את אחד המטענים או את שני המטענים ממצב שהם במרחק רב ( אינסוף ) למרחק r זה מזה . הפוטנציאל Vילמשחה מוגדר כ - . . 5 שווה ל : בנקודה כלשהי במרחק r ממטען נקודתי Q . הסימן של המטען Q קובע אם הפוטנציאל שלילי או חיובי . הפוטנציאל בנקודה נתונה P הוא סכום סקלרי של הפוטנציאלים הנוצרים באותה נקודה על ידי המטענים הבודדים . עבור קליפה כדורית מוליכה טעונה , כאשר מטען Q מפוזר על פניה באופן אחיד , מתקיים : . 6 מחוץ לקליפה ( R < r ) השדה נתון על ידי : והפוטנציאל נתון על ידי : . על פני הקליפה ( R = r ) השדה החשמלי שווה ל : והפוטנציאל הוא . בתוך הקליפה ( R > r ) השדה החשמלי E שווה אפס והפוטנציאל בכל נקודה שווה לזה שעל פני הקליפה, כלומר : .

מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר