Prąd elektryczny powstaje, gdy dwie naładowane cząstki zbliżają się do siebie. W zależności od obecnych ładunków opisano przepływ prądu.
Prąd elektryczny można mierzyć za pomocą różnych pomiarów i jednostek. Te jednostki i miary są zdefiniowane i sformułowane jako takie, które pomagają w określeniu wartości prądu elektrycznego. Dwa z nich to pole elektryczne i potencjał elektryczny.
Pole elektryczne a potencjał elektryczny
Różnica między polem elektrycznym a potencjałem elektrycznym polega na tym, że pole elektryczne jest siłą wywieraną przez ładunek na otoczenie, podczas gdy potencjał elektryczny jest miarą pola elektrycznego.
Pole elektryczne jest miarą siły wywieranej przez naładowane cząstki. Każda naładowana cząstka ma własne pole elektryczne, które maleje wraz ze wzrostem odległości między cząstką a punktem, w którym mierzona jest siła.
Z drugiej strony potencjał elektryczny jest miarą pola elektrycznego cząstki. Potencjał elektryczny również maleje wraz ze wzrostem odległości. Jednostką miary jest wolt.
Tabela porównawcza między polem elektrycznym a potencjałem elektrycznym
| Parametry porównania | Pole elektryczne | Potencjał elektryczny |
| Definicja | Ilość siły na ładunek | Ilość energii na ładowanie |
| Ogrom | Wielkość wektorowa | Ilość skalarna |
| Jednostki | Newtony na kulomb | Wolt |
| Pomiar | Miara siły wywieranej przez naładowane cząstki na otoczenie | Miara pola elektrycznego |
| Ciągłość | Nie zawsze jest ciągła, ale nigdy nie jest nieskończonością | jest zawsze ciągły |
| Związek z odległością | Zmniejsza się wraz ze wzrostem odległości | Maleje wraz ze wzrostem kwadratu odległości |
Pole elektryczne to siła wywierana przez naładowaną cząstkę na otoczenie. Zmniejsza się wraz ze wzrostem odległości. Dzieje się tak, ponieważ im dalej, tym punktem jest naładowana cząstka, tym mniejsza jest wywierana siła. Wywierana siła może być dodatnia lub ujemna w zależności od ładunku cząstki.
Wzór na obliczenie pola elektrycznego to zwykle
E=F/q lub E=Kq/r^2
Gdzie,
Ze wzoru otrzymujemy jednostkę pola elektrycznego niuton na kulomb (N/C), a jednostką pola elektrycznego w układzie SI jest wolt na metr (V/m). zgodnie z jednostką możemy również zdefiniować pole elektryczne jako siłę wywieraną na jednostkę ładunku.
Pole elektryczne jest również opisywane jako pole fizyczne lub obszar wokół każdej naładowanej cząstki i mierzy obszar, do którego wywierana jest siła. Naładowana cząstka wywiera odpychającą lub przyciągającą siłę na inne pobliskie naładowane cząstki.
To jest wielkość wektorowa.
Potencjał elektryczny jest miarą pola elektrycznego wytwarzanego podczas przenoszenia ładunku z jednego punktu do drugiego. Jest to również opisywane jako energia lub praca wykonana w celu przeniesienia ładunku jednostkowego z nieskończoności do punktu w polu elektrycznym, gdy przyspieszenie cząstki wynosi zero.
Wzór na potencjał elektryczny to:
V=W/Q lub V=Kq/r
Gdzie,
Ze wzoru możemy wyprowadzić jednostkę potencjału elektrycznego w dżulach na kulomb (J/C), ale jednostką potencjału elektrycznego w układzie SI jest wolt(V). Z jednostek możemy zdefiniować potencjał elektryczny jako energię lub pracę wykonaną na jednostkę ładunku.
Wzór na potencjał elektryczny zmienia się wraz ze zmianą naładowanej cząstki i kształtu ciała stałego, dla którego ma być określony potencjał.
To jest wielkość skalarna.
Różnica między polem elektrycznym a potencjałem elektrycznym
- Główna różnica między polem elektrycznym a potencjałem elektrycznym leży w definicji. Pole elektryczne to siła wywierana na jednostkę naładowanej cząstki, podczas gdy potencjał elektryczny to energia lub praca wykonana na naładowaną cząstkę.
- Ponieważ pole elektryczne zależy od kierunku wywieranej siły, jest to wielkość wektorowa. Ale tak nie jest w przypadku potencjału elektrycznego, ponieważ jest on niezależny od kierunku naładowanej cząstki lub siły i pozostaje wielkością skalarną.
- Wzór na obliczenie tych dwóch pomiarów jest inny, dlatego istnieje również różnica w jednostkach SI tych dwóch. Jednostką SI pola elektrycznego jest wolt na metr lub V/m, podczas gdy jednostką SI potencjału elektrycznego jest wolt lub po prostu V.
- Jak sugerują definicje, pole elektryczne mierzy siłę wywieraną na naładowaną cząstkę. Potencjał elektryczny mierzy pole elektryczne na naładowaną cząsteczkę lub wykonaną pracę (lub zużytą energię).
- Potencjał elektryczny jest zawsze funkcją ciągłą, podczas gdy pole elektryczne nie jest funkcją ciągłą. Różni się w zależności od regionu lub punktu, ponieważ zależy również od cząstki, na którą wywierana jest siła. Ale wartość nigdy nie dąży do nieskończoności.
- Ponieważ wywierana siła maleje wraz ze wzrostem odległości między naładowanymi cząstkami lub punktem a naładowaną cząstką, pole elektryczne jest odwrotnie proporcjonalne do odległości. Z drugiej strony potencjał elektryczny jest odwrotnie proporcjonalny do kwadratu odległości (odległość będąca odległością między punktem początkowym a końcowym).
Wniosek
Prąd elektryczny to termin dobrze znany każdemu, kto korzysta z urządzenia elektrycznego. Ten generowany prąd ma wiele zastosowań i znacznie więcej terminów, teorii i formuł związanych z jego analizą i oceną.
Każda naładowana cząstka ma wokół siebie pole siły, które wywiera siłę przyciągania lub odpychania na otaczające cząstki. To pole nazywa się polem elektrycznym.
Potencjał elektryczny to praca lub energia wymagana do przeniesienia ładunku jednostkowego z nieskończoności do punktu na polu elektrycznym bez wytwarzania przyspieszenia. Innymi słowy, może być również uważany za miarę pola elektrycznego na jednostkę ładunku.
Potencjał elektryczny mierzy tylko pracę wykonaną bez przyspieszenia. Nie wymaga to kierunku ładunku i dlatego jest wielkością skalarną. Natomiast pole elektryczne zależy od kierunku wywieranej siły i wielkości naładowanej cząstki. Jest to zatem wielkość wektorowa.
