شاه کلید نکات
شاه کلید سوال
![[شاه کلید مای درس] | انرژی پتانسیل الکتریکی](https://dl.my-dars.com/upload/image/04 (6)1724528801.jpg)
هميشه ذرهای به جرم m در ميدان گرانشی زمين سقوط می کند، يعنی از پتانسيل گرانشی بيشتر به پتانسيل گرانشی کمتر حرکت می کند.
هميشه ذره ای با بار \( + q\) در میدان الکتريکی قائم رو به پايين سقوط می کند، يعنی از پتانسيل الکتريکی بيشتر به پتانسيل الکتريکی کمتر حرکت می کند.
1 رفتار ذره ی باردار، با بار مثبت در ميدان الکتريکی؛ همانند رفتار ذرهای به جرم m در میدان گرانشی زمين است.
2 هر گاه حرکتی، خود به خودی رخ دهد، از پتانسيل (گرانشی – الکتريکی) بيشتر به پتانسيل کمتر مي رود و انرژی پتانسيل (گرانشی – الکتريکی) آن کاهش می يابد.
3 هر گاه در جهت خطوط ميدان (گرانشی – الکتريکی) جابجا شويم، پتانسيل (گرانشی – الکتريکی) مستقل از نوع بار الکتريکی کاهش می يابد.
تغيير انرژی پتانسيل الکتريکی يک ذره ی باردار در ميدان الکتريکي E در يک جابجايی مشخص برابر با منفی کار انجام شده توسط نيروی الکتريکی در همان جابجايی است.
\(\Delta U = - {W_E} = - \left| q \right|Ed.\cos \alpha \)
تغيير انرژی پتانسيل الکتريکی يک ذره ی باردار در ميدان الکتريکی E در يک جابجايی مشخص برابر با مثبت کار انجام شده توسط نيروی عامل خارجی در همان جابجايی است.
\(\Delta U = + W\)
\(\Delta U = + W = - {W_E}\)
هر گاه بار الکتريکی به طرف صفحه همنام حرکت کند، انرژی پتانسيل الکتريکی افزايش می يابد؛ هر گاه به طرف صفحه غير همنام حرکت کند انرژی پتانسيل الکتريکی آن بار کاهش می يابد
اگر کاری که برای جايجايی بار الکتريکی (با سرعت ثابت) انجام می دهيم مثبت باشد (\(W\rangle 0\) ) انرژی پتانسيل الکتريکی بار افزايش می يابد (\(\Delta U\rangle 0\) ) در نتيجه: \({U_2}\rangle {U_1}\)
اگر کاری که برای جايجايی بار الکتريکی (با سرعت ثابت) انجام می دهيم منفی باشد (\(W\langle 0\) ) انرژی پتانسيل الکتريکی بار کاهش می يابد (\(\Delta U\langle 0\) ) در نتيجه: \({U_2}\langle {U_1}\)
تغيير انرژی پتانسيل بار الکتريکی به مسير حرکت بستگی ندارد.
اختلاف پتانسيل الکتريکی دو نقطه، برابر تغيير انرژی پتانسيل الکتريکی يکای بار الکتريکی مثبت است، وقتی يکای بار از نقطه اول تا نقطه دوم جا به جا شود.
بنابراين اگر انرژی پتانسيل الکتريکی بار مثبت q در يک نقطه برابر \({U_1}\) و در نقطه دوم برابر \({U_2}\) باشد، اختلاف پتانسيل الکتريکی بين اين دو نقطه که با نماد \(\Delta V\) نشان داده می شود عبارت است از:
\(\Delta V = \frac{{\Delta U}}{q} \to \Delta V = {V_2} - {V_1} \to \Delta U = {U_2} - {U_1}\)
در این فرمول
(\(\Delta U\) ) بر حسب ژول
(q) بر حسب کولن
(\(\Delta V\) ) بر حسب ولت می باشد.
يک ولت اختلاف پتانسيل بين دو نقطه از ميدان الکتريکی است که برای جابجا کردن يک کولن بار الکتريکی، يک ژول کار انجام دهيم.
اثبات رابطه \(V = Ed\) در يک ميدان الکتريکی يکنواخت:
اگر فاصله ميان صفحات يک ميدان يکنواخت را با d نشان دهيم و ذره ی باردار در راستای خطوط ميدان الکتريکی حرکت کند، آنگاه داریم:
\(\Delta V = \frac{{\Delta U}}{q} = \frac{{qEd.\cos (0)}}{q} = Ed\)
1 از رابطه \(E = \frac{V}{d}\) می فهميم که واحد ميدان الکتريکی \(\frac{V}{m}\) می باشد. يعنی \(1\frac{V}{m} = 1\frac{N}{C}\)
2 اگر بار الکتريکی مثبت در جهت ميدان الکتريکی حرکت کند، انرژی پتانسيل الکتريکی آن کاهش می يابد. تغيير پتانسيل الکتريکی به تغيير انرژی پتانسيل الکتريکی بستگی دارد.
3 هرگاه بار الکتريکی مثبت در جهت ميدان الکتريکی جا به جا شود، از پتانسيل الکتريکی بيشتر به پتانسيل کمتر رفته است و هرگاه بار الکتريکی مثبت در خلاف جهت ميدان حرکت کند، از پتانسيل الکتريکی کمتر به پتانسيل الکتريکی بيشتر رفته است.
4 هرگاه بار الکتريکی منفی در خلاف جهت ميدان الکتريکی جابجا شود، از پتانسيل الکتريکی کمتر به بيشتر رفته است و هرگاه در جهت ميدان الکتريکی جا به جا شود، از پتانسيل الکتريکی بيشتر به کمتر رفته است.
5 معمولا پتانسيل زمين را صفر در نظر می گيريم و پتانسيل هر جسم را نسبت به آن می سنجيم در اين صورت پتانسيل هر جسم متصل به زمین برابر صفر است.
