طاقة الوضع الكهربائية
التعريف الرياضي | |
---|---|
التحليل البعدي |
جزء من سلسلة مقالات حول |
الكهرومغناطيسية |
---|
بوابة كهرومغناطيسية |
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]
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 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]
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 .
انظر أيضاً[عدل]
- الطاقة البحرية
- تجربة الطائرة الورقية
- قدرة التيار المتردد
- الريوستات السائل
- انقطاع الطاقة
- أزمة الكهرباء في الإكوادور عام 2009
ملاحظات[عدل]
- ^ 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.
- ^ 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]
- ^ Electromagnetism (2nd edition), I.S. Grant, W.R. Phillips, Manchester Physics Series, 2008 ISBN 0-471-92712-0
- ^ Halliday، David؛ Resnick, Robert؛ Walker, Jearl (1997). "Electric Potential". Fundamentals of Physics (ط. 5th). John Wiley & Sons. ISBN:0-471-10559-7.
في كومنز صور وملفات عن: طاقة الوضع الكهربائية |