طاقة الوضع الكهربائية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
كهرومغناطيسية
VFPt Solenoid correct2.svg
كهرباء · مغناطيسية

طاقة الوضع الكهربائية أو طاقة الوضع الإلكتروستاتية هي في الأساس طاقة وضع تقاس بالجول وقد تم وصفها باستخدام قانون كولوم

التعريف[عدل]

يتم تعريف طاقة الوضع الكهربية لنقطة ما بأنها الشغل المبذول في تحريك وحدة الشحنات الكهربائية من اللانهاية إلى تلك النقطة (دون إحداث أي تغيير في الطاقة الحركية لها ) . بشرط اختيار نقطة مرجعية يكون الجهد عندها يساوي صفراً .

ويتم تعريف طاقة الوضع الكهربية UE لجسيم نقطي q على بعد مسافة r من المجال الكهربي E بانها سالب الشغل المبذول W بواسطة القوة الكهروستاتيكية لجذبها من النقطة المرجعية rref[note 1] إلي النقطة r [1][2]:§25-1[note 2]

,

حيث E' هو الحقل الكهربائي . و ds هو متجهه الإزاحة بين النقطة المرجعية إلي النقطة r .
أو يمكن تعريفها باستخدام القانون التالي :

,

الوحدات[عدل]

في نظام الوحدات الدولي يتم قياس طاقة الوضع الكهربائية بوحدة الجول على اسم الفيزيائي الإنجليزي جيمس بريسكوت جول .
وفي نظام وحدات سنتيمتر غرام ثانية يتم القياس باستخدام إما وحدة الإرج أو الإلكترون فولت ورمزها eV حيث  :
1eV = 1.602×10−19 J

طاقة الوضع الكهربائية لجسيم نقطي واحد[عدل]

طاقة الوضع الكهربائية لجسيم نقطي q في وجود جسيم نقطي Q[عدل]

طاقة الوضع الكهربائية لجسيم نقطي q في وجود جسيم نقطي Q.

نحسب طاقة الوضع الكهربائية UE لجسيم نقطي q على بعد مسافة r من جسيم نقطي Q من المعادلة التالية :

,

حيث
ويسمي ثابت كولوم .
r هي المسافة بين الجسيم النقطي q والجسيم النقطي Q .

طاقة الوضع الكهربائية لجسيم نقطي q في وجود n جسيم نقطي Qi[عدل]

طاقة الوضع الكهربائية لجسيم نقطي q في وجود n جسيم نقطي Q2 charge system:

طاقة الوضع الكهربائية UE لجسيم نقطي q في وجود n جسيم نقطي Qi اللازمة لتحريك وحدة الشحنات الكهربائية من اللانهاية إلى تلك النقطة . ويتم استخدام القانون التالي :

,

حيث
ويسمي ثابت كولوم .
r هي المسافة بين الجسيم النقطي q والجسيم النقطي Q .

طاقة الوضع الكهربائية المخزنة في النظام[عدل]

طاقة الوضع الكهربائية المخزنة UE في النظام تأتي من المعادلة التالية :

,

 

 

 

 

(1)

حيث
,

حيث rij هي المسافة بين qj و ri .

الطاقة المخزنة في المجال الكهربائي المنتظم[عدل]

وتحسب من العلاقة التالية :

الطاقة المخزنة في العناصر الإلكترونية[عدل]

الطاقة المخزنة في العناصر الإلكترونية المكثف
UE=½ CV2

بعد العناصر الإلكترونية يستطيع تحويل الطاقة من صورة إلى صورة آخرى . فعلى سبيل المثال تستطيع المقاومة تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية وهذا يسمي بقانون جول . ويتم حساب الطاقة المخزنة في المكثف من المعادلة :

حيث :
C هي السعة الكهربية .
V هو فرق الجهد الكهربي .
Q هي الشحنة الكهربائية المخزنة في المكثف .

أنظر ايضا[عدل]

ملاحظات[عدل]

  1. ^ The reference zero is usually taken to be a state in which the individual point charges are very well separated ("are at infinite separation") and are at rest.
  2. ^ Alternatively, it can also be defined as the شغل (فيزياء) W done by the an external force to bring it from the reference position rref to some position r. Nonetheless, both definitions yield the same results.

المصادر[عدل]

  1. ^ Electromagnetism (2nd edition), I.S. Grant, W.R. Phillips, Manchester Physics Series, 2008 ISBN 0-471-92712-0
  2. ^ Halliday، David؛ Resnick, Robert؛ Walker, Jearl (1997). "Electric Potential". Fundamentals of Physics (الطبعة 5th). John Wiley & Sons. ISBN 0-471-10559-7.