Электрическое поле и электрический потенциал
Электрическое поле присутствует вокруг заряда — как отрицательного, так и положительного. Любой заряженный объект также может приобрести это поле электрической силы. Заряд или заряженный объект обладает силой притяжения или отталкивания окружающего заряда или объекта. Окружающие заряды также имеют собственные электрические поля различной величины, и это также необходимо учитывать.
Электрическое поле — это сила, действующая между двумя зарядами, и она в некоторой степени аналогична силе гравитационного поля, действующей между двумя массами. Разница лишь в том, что гравитационная сила будет зависеть от величины масс, а электрическая — от величины зарядов на объектах.
Формула для электрического поля выглядит следующим образом:
E = K * Q/d^2
Где:
K = константа
Q = заряд в единицах Кулона (C)
d = расстояние между заряженными объектами в единицах метра (м).
Электрическое поле измеряется в Ньютонах на Кулон, что означает, что напряженность электрического поля (E) описывается как величина силы (F), приходящаяся на каждый кулон заряда. Векторная величина также может быть выражена в единицах Вольт на метр.
Таким образом,
E = F/Q
Это векторная величина, которая будет двигаться либо в направлении притяжения, либо в направлении отталкивания. Следует отметить, что для получения напряженности электрического поля (E) объекта необходимо применить пробный заряд, поскольку невозможно узнать, насколько интенсивно поле, если оно действует само по себе. Короче говоря, «нужно знать одного, чтобы узнать одного».
Общее количество работы, которое необходимо совершить, чтобы переместить заряд из одного места в другое без какого-либо ускорения, мы называем электрическим потенциалом. Электрический потенциал — это потенциальная энергия единицы заряда, связанная со статическим — неизменным во времени — электрическим полем.
Математически он описывается следующим образом,
Ve = W/Q
Электрический потенциал (Ve) выражается в вольтах или джоулях на Кулон. Джоуль — это единица работы, и, как следует из формулы, электрический потенциал (Ve) — это количество работы (W) на единицу заряда (Q). Эта величина является скалярной величиной, которая часто обозначается нежирной буквой V для представления ее скалярного свойства.
Резюме:
1. Электрическое поле описывается как сила на заряд, а электрический потенциал — как энергия или работа на заряд.
2. Электрическое поле измеряется в Ньютонах на Кулон или Вольтах на метр, в то время как электрический потенциал измеряется в единицах Вольт или Джоулях на Кулон.
3. Электрическое поле — векторная величина, а электрический потенциал — скалярная величина.