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Elektrisches Potential

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Elektrisches Potential definiert die Energie eines geladenen Teilchens. Es entstehen elektrische Feld und elektrische Kraft und ist die Grundlage für viele elektrische Phänomene.

Der Begriff elektrisches Potential wird durch das griechische Symbol Φ gekennzeichnet. Es ist eine skalare Größe mit einem Schild und Größenordnung. Kostenlos erstellt elektrisches Potential in den Raum um ihn herum. Es unterscheidet sich von dem Begriff Spannung, obwohl beide diese physikalischen Größen in Volt gemessen werden.

Hier werden wir zunächst erklären, was diese Begriffe sind, die Parameter zu diskutieren, die Φ betreffen, und dann zeigen die Messung der elektrischen Spannung um eine geladene Kugel.

Wie besprochen in der Energie und Arbeit video, potentielle Energie eines beliebigen Objekts der Masse m unter dem Einfluss der Erdbeschleunigung g entspricht die Menge der Arbeit benötigt, um das Objekt bewegen von einer Höhe h über dem Boden ist. Mathematisch, es ergibt sich aus der Formel Mgh und hat die Einheit Joule.

Ebenso ist die elektrische potentielle Energie an einem bestimmten Punkt relativ zu einem Bezugspunkt in das elektrische Feld E auf einer positiv geladenen Oberfläche, die Menge der Arbeit notwendig, um einen positiven Test kostenlos +Q aus dem Verweis auf diesen speziellen Punkt zu bewegen. Der Abstand zwischen den beiden Punkten wird durch den Buchstaben dgekennzeichnet. Analog zu der potenzielle Energie, die elektrische potentielle Energie ist das Produkt der Q, E, und d, und hat die Einheiten Joule.

Dann ist das elektrische Potential bzw. Φ zu diesem Zeitpunkt auf dem Gebiet der elektrische potentielle Energie geteilt durch "Q", die Ladung auf der Test-kostenlos. Daher ist die Einheit für Φ Joule pro Coulomb, AKA Volt.

Nun, wenn man bedenkt, dass ein weiterer Punkt im Feld, hätte es ein anderes elektrisches Potential; sagen Sie Φ0. Die Potentialdifferenz oder Φdiff zwischen den beiden Punkten wird als Spannung bezeichnet. Dies ist das Konzept hinter einer Batterie, wo der Pluspol ist auf einem höheren elektrischen Potenzial im Vergleich zu den Minuspol und der Unterschied zwischen den beiden Potentialen ist die Spannung der Batterie.

Erinnern Sie auf elektrisches Potential zurückzukommen, daran, dass es eine skalare Größe mit einem Schild und Größenordnung. Das Schild hängt von der Quelle kostenlos. Um eine isolierte positive Ladung ist das Potenzial positiv, während rund um eine isolierte negative Ladung negativ ist.

Das Ausmaß des Potenzials hängt die Q die Quelle kostenlos Herstellung des elektrischen Feldes, der Abstand d von der Quelle kostenfrei und die Konfiguration.

Zum Beispiel ist das elektrische Potential an jedem beliebigen Punkt um eine Punktladung oder eine gleichmäßig geladenen positiven Kugel mit Ladung Q durch diese Formel gegeben. Es ist offensichtlich, dass Φ ist umgekehrt proportional zum Abstand von der Kugel. Und der Graph der elektrischen potenziellen Schadensausmaßes versus Distanz ist eine inverse quadratische Grundstück mit den elektrischen potenziellen Wert nähert sich Null im unendlichen.

Diese Abhängigkeit von d zeigt auch, dass alle Standorte auf den gleichen Radius von der geladenen Kugel das gleiche Potential haben würde. Dies bedeutet, dass es Potentialausgleich Oberflächen der Kugelform um eine geladene Kugel.

Jetzt, da wir die Konzepte hinter elektrischen Potenzial und mögliche Unterschied beschrieben habe, mal sehen, wie diese Prinzipien, die experimentell mit einer geladenen Kugel zu validieren.

Dieses Experiment verwendet einen Van der Graff-Generator, um eine Metallkugel zu berechnen. Verbinden Sie den Minuspol ein Voltmeter mit des Generators Referenz Terminal oder Boden. Verwenden Sie ein Kabel, um den Pluspol der Voltmeter mit einer Prüfspitze verbinden.

Drehen Sie die Kurbel des Generators mindestens 10 Mal laden die Kugel dann schalten Sie das Voltmeter und setzen Sie die Spitze der Sonde Spannung über einem halben Meter entfernt vom Zentrum der Kugel. Notieren Sie die Spannung an dieser Stelle lesen.

Bewegen Sie die Spitze der Sonde um die Kugel unter Beibehaltung eines konstanten Radius von 1,5 Meter vom Zentrum entfernt. Während dieser Zeit beobachten Sie die Voltmeter Messungen und beachten Sie, wie die Lesung zeigt ein Potentialausgleich Kugeloberfläche konstant bleibt.

Wiederholen Sie diesen Vorgang mit der Sondenspitze in einem Abstand von einem Meter und dann eineinhalb Meter vom Zentrum der Kugel.

Die Handlung der gemessene Potential gegenüber Distanz zeigt eine Kurve, die umgekehrt mit Abstand, die überprüft die theoretische Beziehung zwischen elektrisches Potential und den Abstand für eine geladene Kugel sinkt.

Elektrisches Potential ist eine der am häufigsten verwendeten elektrischen Größen und ist grundlegend für die Speicherung und Freisetzung von elektrischer Energie.

Ein Elektronenmikroskop verwendet eine hohe elektrische Potentialdifferenz, um Elektronen in einem Strahl zu beschleunigen, die die Probe unter Prüfung bombardiert. Diese Elektronen verhalten sich wie ein Licht in einem optischen Mikroskop, aber mit viel kleineren Wellenlängen und viel größere räumliche Auflösung, so dass die Fähigkeit zu visualisieren, Sub-Mikrometer Größe Strukturen.

Elektrisches Potential ist ein wichtiger Bestandteil der Gelelektrophorese - eine molekularbiologische Technik häufig zur Trennung von großer Molekülen wie DNA, von Größe und Ladung verwendet. Bei dieser Technik Probenmaterial wird auf eine Platte aus Agarosegel gelegt und eine elektrische Potentialdifferenz zwischen den Enden angewendet wird. In das entstehende elektrische Feld bewegen sich die verschiedenen Moleküle und Molekülfragmente mit Geschwindigkeiten, die kostenlos und Molekulargewicht abhängig.

Sie sah nur Jupiters Einführung in elektrisches Potential. Sie sollten jetzt wissen, wie Sie messen elektrisches Potential, und verstehen, wie es wirkt sich auf Gebühren und bezieht sich auf elektrische potentielle Energie. Danke fürs Zuschauen!

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