دسته بندی محصولات

انرژي پتانسيل الكتريكي

بازار | بازارچه کالای ایرانی

انرژي پتانسيل الكتريكي

انرژي پتانسيل الكتريكيReviewed by شبکه دانش on Mar 7Rating:

با صرف انرژي و انجام كار، مي‌توان جسمي به جرم m را از سطح زمين تا ارتفاع h بالا برد.

انرژي‌اي كه صرف بالا بردن جسم ( با سرعت ثابت ) شده است، به صورت انرژي پتانسيل گرانشي ( u = mgh  ) در آن ذخيره مي‌شود.

انرژي پتانسيل كشساني نيز در شناخت انرژي پتانسيل الكتريكي ما را ياري مي‌كند، وقتي فنري را به آرامش فشرده مي‌كنيم يا مي‌كشيم، كار انجام شده به صورت انرژي پتانسيل كشساني در فنر ذخيره مي شود. در اين جا مي‌خواهيم با انرژي پتانسيل الكتريكي بيشتر آشنا شويم.

دو ذره ي باردار بر يكديگر نيرو وارد مي‌كنند و وقتي دو ذره ي باردار را كه بار هم نام دارند با سرعت ثابت به يكديگر نزديك مي‌كنيم براي غلبه بر نيروي رانشي آن ها بايد كار را انجام دهيم و يا اگر بخواهيم دو ذره‌ي باردار را كه بار غير هم نام دارند با سرعت ثابت از هم دور كنيم، باز هم بايد كار را انجام دهيم.

كار انجام شده به صورت انرژي پتانسيل الكتريكي دربارهاي الكتريكي ذخيره مي‌شود.

در اين جا، كاري كه ما انجام مي‌دهيم مثبت است و انرژي مصرفي ما به صورت انرژي پتانسيل الكتريكي در بار الكتريكي q ذخيره مي شود. هر چه اندازه ي جابجايي بيشتر باشد كار و انرژي مصرفي ما بيشتر مي شود و درنتيجه افزايش انرژي پتانسيل الكتريكي بار q بيشتر مي‌شود درست مانند وفتي كه يك جسم را روي زمين، از يك نقطه به نقطه ي بالاتري مي‌بريم و انرژي پتانسيل گرانشي آن افزايش مي‌يابد. اگر بار الكتريكي q را در نقطه‌اي رها كنيم، در جهت خط‌هاي ميدان به حركت در مي‌ايد و انرژي پتانسيل الكتريكي آن به انرژي جنبشي تبديل مي‌شود. مانند : وقتي كه يك جسم را از نقطه‌ي بالاي زمين رها مي‌كنيم و جسم به پايين حركت مي‌كند.

در اين حالت انرژي پتنانسيل گرانشي آن كاهش مي يابد و به انرژي جنبشي تبديل مي‌شود. بنابراين تغيير انرژي پتانسيل الكتريكي يك بار الكتريكي وقتي آن را در يك ميدان الكتريكي جابه‌جا مي‌كنيم، برابر انرژي‌اي است كه براي جابجايي آن بار الكتريكي مصرف مي شود.

( u = w   )

اگر كاري كه ما براي جابجايي بار الكتريكي ( با سرعت ثابت ) انجام مي‌دهيم مثبت باشد    (0w > ) انرژي پتانسيل بار افزايش مي‌يابد يعني 0 > u  و u > u مي‌شود.

در صورتي كه كار انجام شده توسط ما منفي مي شود. (0w > ) انرژي پتانسيل بار الكتريكي كاهش مي‌يابد.             يعني : 0 < u   و u < u  است.

اختلاف پتانسيل الكتريكي

بار الكتريكي در ميدان الكتريكي داراي انرژي پتانسيل الكتريكي است. در يك نقطه ي ميدان، اندازه ي انرژي پتانسيل الكتريكي بار يواقع در آن نقطه، به اندازه ي بار الكتريكي بستگي دارد.

هر چه اندازه‌ي بار الكتريكي بيشتر باشد، انرژي پتانسيل الكتريكي ان نيز بيشتر مي‌شود.

در مبحث الكتريسيته معمولا به غير از انرژي پتانسيل مفهوم ديگري نيز تعريف مي‌شود كه كاربرد علمي آن بيشتر است و به آن پتانسيل الكتريكي مي‌گويند. اختلاف پتانسيل الكتريكي بين دو نقطه‌ي واقع در ميدان الكتريكي، عامل شارش بار الكتريكي بين آن دو نقطه است.

اگر دو ظرف آب به يكديگر مربوط شوند آب از ظرفي كه انرژي پتانسيل گرانشي يكاي جرم آن بيشتر است، به ظرف ديگر شارش مي‌كند، در الكتريسيته نيز عامل شارش بار الكتريكي به كمك اختلاف پتانسيل الكتريكي يكاي بار در دو نقطه به صورت زير تعريف مي‌شود :

اختلاف پتانسيل الكتريكي دو نقطه، برابر تغيير انرژي پتانسيل الكتريكي يكاي بار الكتريكي مثبت است، وقتي يكاي بار الكتريكي بار از نقطه‌ي اول تا نقطه دوم جابجا مي شود.

بنابراين اگر انرژي پتانسيل الكتريكي بار مثبت q در يك نقطه‌ي ميدان برابر u باشد، اختلاف پتانسيل الكتريكي بين اين دو نقطه، كه با نماد v   نشان داده مي‌شود. اگر بار الكتريكي مثبت در جهت ميدان الكتريكي حركت كند، انرژي پتانسيل الكتريكي آن كاهش مي‌يابد. تغيير پتانسيل الكتريكي به تغيير انرژي پتانسيل الكتريكي بستگي دارد. بنابراين نتيجه مي‌گيريم كه هرگاه بار الكتريكي مثبت در جهت ميدان الكتريكي جابجا شود، از پتانسيل الكتريكي بيشتر به پتانسيل الكتريكي كمتر رفته است.

ذخيره ي بار الكتريكي در خازن

وقتي به يك خازن مقداري بار الكتريكي داده شود مي‌گوييم در خازن بار الكتريكي ذخيره شده است براي ذخيره ي بار الكتريكي در خازن به مولدي مانند يك باتري نياز است. ابتدا دو صفحه‌ي خازن را با سيم هاي رابط و يك كليد به پايانه‌هاي مولد وصل مي كنيم. با بستن كليد باتري بار الكتريكي –q را روي صفحه ي متصل به پايانه هاي منفي انباشته مي‌كند . بار –q  با +q را روي صفحه‌ي مقابل القا مي‌كند. بارهاي منفي رانده شده از اين صفحه به مولد برمي‌گردند. براي روشن شدن موضوع به ساز و كار نياز است.

هر چه اختلاف پتانسيل پايانه هاي مولد بيشتر باشد، بار ذخيره شده در خازن نيز بيشتر مي شود و نسبت بار الكتريكي خازن q به اختلاف پتانسيل بين دو صفحه‌ي آن يعني نسبت  در آزمايش‌هاي مختلف ثابت مي‌ماند اين نسبت را كه به اندازه‌ي بار الكتريكي خازن و نيز به اختلاف پتانسيل دو سر آن بستگي ندارد با نماد c نشان مي‌دهيم و به آن ظرفيت خازن مي‌گوييم.

« به نام خداي خوبي ها »

موضوع :

الكتريسيته ساكن

نام : ياسمن شيري

دبير مربوطه :

يونسي

منبع :

فيزيك 3

سال 86 – 85

]]>

درباره نویسنده