Elektrik Potansiyeli ve Elektrik Potansiyeli Enerjisi
Elektrik potansiyeli ve elektrik potansiyel enerjisi, elektrik alanları ve elektromanyetik teoride çok değerli iki kavramdır. Bu yazıda önce elektrik potansiyeli ve elektrik potansiyel enerjisinin temellerini, ardından ikisi arasındaki farkı tartışacağız.
Elektrik Potansiyeli Nedir?
Elektrik potansiyelini tartışırken, terimi yorumlamak için elektrik alanının net bir şekilde anlaşılması gerekir. İster hareketli ister sabit olsun, tüm elektrik yükleri bir elektrik alanı oluşturur. Herhangi bir zamanla değişen manyetik alanlar kullanılarak bir elektrik alanı da üretilebilir. Elektrik alanlarının bilinmesi gereken birkaç anahtar faktörü vardır. Bunlar elektrik alan şiddeti, elektrik alan potansiyeli ve elektrik akı yoğunluğudur. Elektrik alan şiddeti, elektrik alanından birim nokta yük üzerindeki kuvvet olarak tanımlanır. Bu, E=Q/4πεr2 formülüyle verilir; burada Q yüktür, ε ortamın elektriksel geçirgenliğidir ve r noktanın Q yüküne olan uzaklığıdır. Bu noktaya yerleştirilen q nokta yükü üzerindeki kuvvet F=Qq/4πεr2'ye eşittir. q 1 coulomb olduğundan, bu da elektrik alan yoğunluğuna eşittir. Bir noktanın elektrik potansiyeli, 1 coulomb'luk bir nokta yükünü sonsuzdan potansiyelin ölçüldüğü noktaya getirmek için gereken enerji olarak tanımlanır. Bu enerji, yükü sonsuzdan noktaya getirirken yapılan işe eşittir. Her iki yük de pozitifse, test yükünü sonsuzdan noktaya almak için uygulanması gereken kuvvet, her zaman iki yük arasındaki itme kuvvetine eşit ve antiparaleldir. F'yi sonsuzdan r'ye dr'ye göre entegre ederek, Q/4πεr olan noktanın elektrik potansiyelini (V) elde ederiz. r her zaman pozitif olduğundan, yük negatifse elektrik potansiyeli de negatiftir. Elektrik potansiyelinin birimleri joule/coulomb'dur. Statik bir elektrik alanı, korunumlu bir alandır. Bu nedenle, statik bir elektrik alanının elektrik potansiyeli yoldan bağımsızdır. Böyle bir alanın elektrik potansiyeli sadece konuma bağlıdır.
Elektrik Potansiyel Enerji Nedir?
Elektrik potansiyel enerjisi, sonsuzdan verilen noktaya bir yük alınırken elektrik potansiyeli nedeniyle depolanan enerji olarak tanımlanır. Elektrik potansiyeli, birim yükü getirmek için gereken işe eşit olduğundan, elektrik potansiyel enerjisinin, elektrik potansiyeli ile getirilen yükün çarpımı olduğu görülebilir. Potansiyel enerji=Vq olduğundan, hem V hem de q aynı işarete sahipse, yani Q ve q aynı işarete sahipse, potansiyel enerji pozitiftir. Ücreti getirmek için harici bir çalışma gereklidir. İşaretler farklıysa, potansiyel enerji negatif olur. Bu, işin sistemin kendisinden yapıldığını gösterir.
Elektrik Potansiyeli ile Elektrik Potansiyeli Enerjisi arasındaki fark nedir?
• Elektrik potansiyeli, yalnızca potansiyelin ölçüldüğü yüke bağlıdır. Elektrik potansiyel enerjisi her iki yüke de bağlıdır.
• Elektrik potansiyeli, coulomb başına volt veya joule cinsinden ölçülür. Elektrik potansiyel enerjisi joule cinsinden ölçülür.
