電荷の単位をある基準点から別の特定の点に電場に抗して移動させるのに必要な仕事の量は、電位として知られています。電位の SI 単位はボルトで、電位を点電荷の電気双極子に変換する式があります。双極子の電位は、電位が計算される端と双極子の中点との間の距離に依存します。簡単に言えば、電位とは、正電荷を移動させるのに必要な仕事の量を指します。双極子の電位は:
V=kq/T (ポイントチャージ)
ここで、
V は双極子の電位、
k は定数で、その値は 9.0 X 109 N.m2/C2 です
通常、基準点は地球と呼ばれ、電場の表面を超えた任意の点を特定の移動点として識別できます。
この章では、静電気または電位の概念と電荷の SI 単位を明確にすることに焦点を当てています。この章では、方程式の式を証明するために、電位の式と電位の導出についても説明します。
電気双極子の電位の計算
電気双極子は、q と -q の 2 つの反対の電荷で構成されます。両方の電荷は 2a という小さな距離で区切られており、その総電荷値はゼロになります。双極子はベクトル モーメント p によって特徴付けられ、その大きさは q x 2a になります。
双極子の任意の点での電界は、r の大きさだけに依存しないことに注意してください。 r と p の間の角度も含まれます。したがって、フィールドは、1 回の充電により 1/r3 の割合で遠距離から減衰します。
電子などの点電荷は、物質の基本的な構成要素です。金属球電荷分布などの球状電荷分布は、点電荷のような電界を生成します。したがって、点電荷による電位を次のように考える必要があります。
V =kq / r、
ここで、V は電位点電荷、k は 9.0 × 109 N に等しい定数です。m9/C9。無限大でのポテンシャルはゼロとして選択されます。したがって、点 V 電荷は距離とともに減少しますが、E は距離の 2 乗で減少する点です。
電位の概念
電位は、電界ポテンシャルまたは静電ポテンシャルとしても知られています。フィールドを横切って電荷の単位を移動するために必要な電力またはエネルギー量は、ごくわずかな加速で処理されると想定されています。
ポテンシャルを詳しく論じるには、ポテンシャルエネルギーの概念をクリアすることが不可欠です。ポテンシャルエネルギーは、物体に蓄えられたエネルギーです。簡単に言えば、すべてのオブジェクトが個別に持っているエネルギーの量は、位置エネルギーとして知られています。多くの場合、特定の位置または点での充電あたりのポテンシャル エネルギーとして説明できます。また、電位は単位電荷あたりのポテンシャルエネルギーです。
電位は、物体の位置に基づいて物体のエネルギーを表す単位あたりのエネルギーであるとも言えます。ポテンシャル エネルギーは、電場に対してその正電荷を増加させ、電場とともに移動すると減少します。ネガティブコントロールでは逆の反応が起こります。単位電荷が交差しない限り、磁場は変化しません。ポテンシャルは、任意の点で取られるパスに依存しません。
電位式
電位式は、電荷に電位の粒子を掛けた積です。
ポテンシャル エネルギー =粒子の電荷 ✖ 電位。
したがって、U =qV
ここで、U はオブジェクトのポテンシャル エネルギーを単位 J またはジュールで表し、
Q は点粒子の電荷を単位 C またはクーロンで表し、
V は単位ボルトで表した電位を表します。ジュール/クーロンまたは V=J/C.
結論
結論として、電位エネルギーとは、静電場に対して電荷を移動させるために必要な力を指します。
したがって、電場は大きさだけでなく、ベクトル r と双極子ベクトル p の間の角度にも依存します。これにより、電気双極子は、1回の充電により遠くから落ちます。電位は、空間では常に連続的なプロセスです。電界は、理想化された表面電荷の一定のプロセスではありませんが、どの時点でも無限ではありません。
この章では、ポテンシャル エネルギーの定義と、別の電位との関係について説明しました。式は、その電位の導出を使用して点電荷を計算します。
