انرژی پتانسیل الکتریکی

دانشنامه عمومی

انرژی پتانسیل الکتریکی یا انرژی پتانسیل الکتروستاتیک انرژی پتانسیلی است مرتبط با نیروی های پایستار کولن در یک سامانهٔ تعریف شده از بارهای نقطه ای الکتریکی. انرژی پتانسیل الکتریکی و پتانسیل الکتریکی دو مفهوم کاملاً متفاوت اند. مرجع صفر، حالتی است که در آن دو بار نقطه ای منفرد در فاصلهٔ بینهایت از هم و به صورت ساکن قرار دارند. حال انرژی پتانسیل الکتریکی سامانه ای مانند UE نسبت به یک مرجع صفر برابر است با: W مقدار کاری که توسط یک عامل خارجی فرضی باید انجام شود تا تک تک بارهای نقطه ای را از فاصلهٔ بینهایت به سمت یک سامانهٔ دلخواه با سرعت ثابت جابه جا کند. در این روند فرض بر این است که هیچ انرژی جنبشی در بارهای نقطه ای ذخیره نمی شود.
گاهی تصور می شود که انرژی پتانسیل از یک بار قرار گرفته در میدان الکتریکی ناشی می شود درحالی که واقعیت این است که این انرژی به کل آن سامانه که شامل مجموعه ای از همهٔ بارهای تولیدکنندهٔ میدان الکتریکی است برمی گردد. برای محاسبهٔ مقدار کار لازم برای آوردن یک بار نقطه ای در مجاورت سایر بارهای نقطه ای که خود ساکن اند، کافی است که بدانیم:
• میدان کل تولید شده توسط بارهای دیگر چقدر است.
• مقدار بار الکتریکی بار نقطه ای که می خواهیم جابه جا کنیم چقدر است.
میدان ایجاد شده ناشی از باری که در حال جابه جا شدن است و مقدار بار سایر بارهای نقطه ای برای محاسبهٔ کار، مورد استفاده قرار نمی گیرند. هرچند در بسیاری از محیط ها از نظر ریاضی ساده تر است که تمام انرژی های ایجاد شده از تمام جفت بارها را با هم جمع کنیم ( مانند زیر ) . الکتروستاتیک، تئوری بدست آمده در قرن های ۱۸ و ۱۹ است و فرضیاتی مانند بارهای نقطه ای مربوط به دانش آن دوران است. الکتروستاتیک یک تئوری کامل برای تمام ذرات باردار فیزیکی که جهان فیزیکی را می سازد نیست؛ ذراتی که در اصل عدم قطعیت هایزنبرگ و سایر قوانین در مکانیک کوانتومی مورد بحث قرار می گیرند.
انرژی پتانسیل الکتریکی ایجاد شده از دو بار نقطه ای برابر است با انرژی پتانسیل یک بار در پتانسیل الکتریکی ایجادشده توسط دیگری. به عبارت دیگر اگر بار q 1 پتانسیل الکتریکی Φ 1 ( r ) که خود تابعی از بردار مکان r است را ایجاد کند، خواهیم داشت: U E = q 2 Φ 1 ( r 2 ) هم چنین به بیان مشابه خواهیم داشت: U E = q 1 Φ 2 ( r 1 ) در نتیجه در حالت کلی اگر N بار الکتریکی داشته باشیم و فرض کنیم بار q i دارای مکان r i است، انرژی پتانسیل الکتریکی برابر خواهد بود با:
عکس انرژی پتانسیل الکتریکی
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلف

پیشنهاد کاربران

بپرس