הקשר בין שדה חשמלי אחדי לבין הפרש פוטנציאלים

הגדרה: השדה החשמלי שווה להפרש פוטנציאלים בין הלוחות חלקי המרחק ביניהם.

נוסחה:

פרמטרים:

E = שדה חשמלי [N/c] או [v/m]

ΔV = הפרש פוטנציאלים [v]

Vʙ = פוטנציאל סופי [v]

Vᴀ = פוטנציאל התחלתי [v]

ΔX = הפרש מרחקים [m]

X = מיקום סופי [m]

X₀ = מיקום התחלתי [m]

כלל: השדה החשמלי תמיד מכוון מפוטנציאל גבוה לפוטנציאל נמוך, לכן מטען חיובי נע מפוטנציאל גבוה לנמוך ומטען שלילי נע מפוטנציאל נמוך לגבוה.

מתח חשמלי

הגדרה: פוטנציאל נקודה A ביחס לפוטנציאל נקודה B.

נוסחה:

נוסחה נוספת:

שיעור וידאו · חינם לרשומיםההסבר המלא בווידאו

המושג הזה מוסבר גם בווידאו

ההסבר המלא של הקשר בין שדה חשמלי אחדי לבין הפרש פוטנציאלים בשיעור וידאו, עם דוגמאות פתורות צעד צעד

לצפייה בחינםנכנסים בקליק אחד עם גוגל, בלי כרטיס אשראי

דוגמה 1תרגיל פתור צעד-אחר-צעד

נתונות 2 נקודות A ו-B שהמרחק ביניהם הוא 2 ס"מ. הפוטנציאל בנקודה A הוא Vᴀ = 80v והפוטנציאל בנקודה B הוא Vʙ = 40v (ראה תרשים). הכיוון החיובי מוגדר ימינה.

חשב את השדה החשמלי האחיד E.

Vᴀ = 80v, Vʙ = 40v, ΔX = 2cm = 0.02m
E = ?
E = -ΔV/ΔX
E = -(40 - 80)/0.02 = 2000
E = 2000 N/c

דוגמה 2 לחצו לפתיחה ‹

בין שני לוחות מקבילים טעונים השדה החשמלי הוא E = 2000N/c. המרחק בין הלוחות d = 0.05m.

א. חשב את גודל הפרש הפוטנציאלים בין הלוחות.

E = 2000 N/c, d = ΔX = 0.05m
ΔV = ?
E = ΔV/ΔX /· ΔX
ΔV = E·ΔX
ΔV = 2000·0.05 = 100
ΔV = 100v

משחררים מהלוח עם הפוטנציאל גבוה יותר פרוטון ממנוחה.

ב. באיזו מהירות יפגע הפרוטון בלוח השני.

qp = 1.6·10⁻¹⁹c, mp = 1.67·10⁻²⁷kg, V₀ = 0
A: Vᴀ = 0
B: Vʙ = ?
ΔV = -100v
Eᴀ = Eʙ
Ueᴀ = Ekʙ + Ueʙ
qVᴀ = ½mVʙ² + qVʙ
-½mVʙ² = qVʙ - qVᴀ
-½mVʙ² = q(Vʙ - Vᴀ)
- ½mVʙ² = qΔV
- ½·1.67·10⁻²⁷·Vʙ² = 1.6·10⁻¹⁹·(-100) /: (- ½·1.67·10⁻²⁷)
Vʙ² = 1.916·10¹⁰ /√
Vʙ = 1.384·10⁵m/s