אנרגיה חשמלית
הגדרה: אנרגיה פוטנציאלית חשמלית היא סך הכוח החשמלי שפועל על מטען בעוברו מהאינסוף עד לנקודה הנוכחית.
סימון - Ue
נוסחה (אנרגיה פוטנציאלית חשמלית בין שני מטענים נקודתיים):
פרמטרים:
k = 9·10⁹ - קבוע קולון [Nm²/c²]
q₁ = המטען החשמלי של הגוף הראשון [c]
q₂ = המטען החשמלי של הגוף השני [c]
r = המרחק בין שני המטענים [m]
בנוסחה נציב את הסימן של q₁ ו-q₂ כפי שהוא (חיובי או שלילי).
ההסבר המלא של אנרגיה חשמלית בשיעור וידאו, עם דוגמאות פתורות צעד צעד
לצפייה בחינםנכנסים בקליק אחד עם גוגל, בלי כרטיס אשראיעל ציר אופקי ממוקמים שני מטענים נקודתיים: q₁ = 4·10⁻⁴c ו-q₂ = -6·10⁻⁵c. המרחק ביניהם הוא 3cm.
חשב את האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית של המערכת.
Ue = ?
Ue = kq₁q₂/r
Ue = (9·10⁹·4·10⁻⁴·(-6·10⁻⁵))/(0.03) = -7200
Ue = -7200J
דוגמה 2 לחצו לפתיחה ‹
נתון מלבן ABCD עם צלעות a = 3cm ו-b = 4cm.
בשלושה מקודקודיו ממוקמים מטענים נקודתיים: בקודקוד A מטען q₁ = 2·10⁻⁶c, בקודקוד B מטען q₂ = -3·10⁻⁶c, בקודקוד C מטען q₃ = 4·10⁻⁶c.
חשב את האנרגיה החשמלית הכוללת במערכת.
q₁ = 2·10⁻⁶c, q₂ = -3·10⁻⁶c, q₃ = 4·10⁻⁶c
Ue = ?
Ue = U₁₂ + U₁₃ + U₂₃
Ue = kq₁q₂/r₁₂ + kq₁q₃/r₁₃ + kq₂q₃/r₂₃
r₁₂ = b = 0.04m
r₂₃ = a = 0.03m
r₁₃ = √(a² + b²) = √(0.03² + 0.04²) = 0.05m
Ue = (9·10⁹ · 2·10⁻⁶ · (-3·10⁻⁶))/0.04 + (9·10⁹ · 2·10⁻⁶ · 4·10⁻⁶)/0.05 + (9·10⁹ · (-3·10⁻⁶) · 4·10⁻⁶)/0.03
Ue = -1.35 + 1.44 - 3.6 = -3.51
Ue = -3.51J