Цахилгаан потенциал

Цахилгаан оронд байгаа цэнэгтэй бие ажил хийх чадвартай байдаг. Иймд цэнэгтэй бие потенциал энергитэй байна. Жигд цахилгаан оронд байгаа цэнэгийн потенциал энергийг олъё. Энэ орны зүгээс q цэнэгт тогтмол F = qE хүчээр үйлчилнэ. q цэнэгийг орны хүчний нэгэн шугам дээр орших 1 цэгээс 2 гэсэн цэгт шилжүүлэхэд хийх ажил

A = qE(d1 − d2) = −(Wn1 − Wn2) = −∆Wn байна.

үүнд: Жигд цахилгаан орон дотор ялтсаас d зайнд орших q цэнэгийн потенциал энерги, потенциал энергийн өөрчлөлт. Эндээс цахилгаан оронд цэнэг шилжихэд хийх ажил биеийн потенциал энергийн өөрчлөлтийг сөрөг тэмдэгтэйгээр авсантай тэнцүү байдаг нь харагдаж байна.

Цахилгаан статик орны ажлын хэмжээ цэнэгийн явсан замын хэлбэрээс хамаардаггүй, зөвхөн түүний эхний ба эцсийн байрлалаар тодорхойлогддог бөгөөд цэнэг битүү траектороор явахад ажил тэгтэй тэнцүү байна. Ийм шинж чанартай орныг потенциал орон гэдэг.

Цэнэгийн потенциал энерги түүний оршин байгаа орноос төдийгүй уул цэнэгийн хэмжээнээс хамаардаг. Харин потенциал энергийг цэнэгт харьцуулсан хэмжигдэхүүн нь цэнэгээс хамаарахгүйгээр орныг тодорхойлдог бөгөөд үүнийг орны потенциал гэнэ.

φ =Wnq

Потенциал нь цахилгаан орныг энергийн талаас тодорхойлдог хэмжигдэхүүн юм.

Тухайн цэг дэх потенциалын утга потенциалын тооллын эхлэлийг хаана авснаас хамаардаг. Потенциалын тооллын эхлэлийг хаана авснаас хамаардаггүй бөгөөд аливаа цэнэгийг анхны байрлалаас эцсийн байрлалд шилжүүлэхэд орны хийсэн ажлыг энэ цэнэгийн хэмжээнд харьцуулсан хэмжигдэхүүнийг хоёр цэгийн хоорондох потенциалын ялгавар гэдэг.

φ1 − φ2 = Aq

Энд: A, q нь хоёул скаляр хэмжигдэхүүн тул потенциалын ялгавар мөн скаляр хэмжигдэхүүн байна.

Эндээс цахилгаан оронд q цэнэг шилжихэд хийх ажлыг олбол:

A = q(φ1 − φ2) болно. q цэнэг эерэг байх тохиолдолд их потенциалтай цэгээс бага потенциалтай цэг рүү цэнэг шилжиж байвал (φ1 > φ2) хийх ажил эерэг, бага потенциалтай цэгээс их потенциалтай цэг рүү цэнэг шилжвэл (φ1 < φ2) хийх ажил нь сөрөг байна. Цахилгаан орны үйлчлэлээр эерэг цэнэг их потенциалтай цэг рүү, сөрөг цэнэг үүний эсрэг хөдөлдөг. Иймд цахилгаан орны хүчлэг E, орны потенциалтай буурах зүг рүү чиглэнэ. q цэгэн цэнэгийн үүсгэх цахилгаан орны потенциалыг энэ цэнэгээс r зайд тодорхойлбол:

φ =q4πεε0r

Цэгэн цэнэгийн системийн үүсгэх орны потенциал цэгэн цэнэг тус бүрийн орны φ1, φ2, . . . , φn потенциалын алгебр нийлбэртэй тэнцүү.

φ = φ1 + φ2 + . . . + φn

Энэ бол орны суперпозицын зарчмын мөрдлөгөө юм.

 Commons: Цахилгаан потенциал – Викимедиа зураг, бичлэг, дууны сан