headline
Error processing SSI file




פוטנציאל חשמלי ומתח חשמלי


פוטנציאל חשמלי


בפרק הקודם מצאנו כי הכוח החשמלי F מקנה אנרגיה פוטנציאלית חשמלית Ep לגופים הטעונים במטען חשמלי.

בחלק הקודם הגדרנו מתוך הכוח החשמלי F את מושג השדה החשמלי E. השדה החשמלי E משמש כמדד בכל נקודה ונקודה במרחב לעוצמת הכוח החשמלי F ועל כיוון פעולתו על מטען חשמלי q שיוצב באותה נקודה. הכפלה של השדה החשמלי E בגודל המטען הנקודתי q נותנת את הכוח החשמלי F שיפעל על אותו מטען.

F = qE

באופן דומה נגדיר מתוך האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית Ep מושג חדש בשם פוטנציאל חשמלי שסימנו Vp. הפוטנציאל החשמלי ישמש לנו כמדד בכל נקודה ונקודה במרחב למידת האנרגיה הפוטנציאלית שיקבל מטען חשמלי q שיוצב באותה נקודה. הכפלה של הפוטנציאל החשמלי Vp בגודל המטען הנקודתי q נותנת את האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית Ep שיקבל אותו מטען.

Ep = qVp

המשוואה לחישוב האנרגיה הפוטנציאלית כבר ידועה לנו מהפרק הקודם והיא,

Ep = kq1q2 / r

נציב משוואה זו במשוואה הקודמת, כאשר q1 יוחלף במטען החשמלי Q היוצר את האנרגיה פוטנציאלית החשמלית ו- q2 יוחלף במטען הנקודתי q. נקבל,

Vp = kQ / r

כלומר, כל מטען חשמלי Q יוצר סביבו שדה חשמלי E ומרחב של פוטנציאל חשמלי Vp.

מהשדה החשמלי E ניתן למצוא את הכוח החשמלי F שיפעל על מטען חשמלי q שיוצב בו על-ידי הכפלה של השדה החשמלי בגודל המטען.

מהפוטנציאל החשמלי Vp ניתן למצוא את האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית Ep שיקבל מטען חשמלי q על-ידי הכפלה של הפוטנציאל החשמלי בגודל המטען.

האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית נמדדת ביחידות של ג'אול J והמטען החשמלי ביחידות של קולון C. לכן הפוטנציאל החשמלי נמדד ביחידות של J/C.

הפוטנציאל החשמלי הוא מושג חשוב בפני עצמו ולכן נקבעה לו יחידת מידה חדשה השווה ל- J/C ומחליפה אותה. יחידה חדשה זו נקראת וולט וסימונה הוא V.

בפרק הבא ניעזר במרחב הפוטנציאל החשמלי שיוצר סביבו מטען חשמלי Q כדי לחשב את העבודה הנדרשת להעברת מטען חשמלי q מנקודה אחת בקרבתו לנקודה אחרת.

[לפרק הקודם | לפרק הבא]

[ עמוד ראשי - חשמל | הפוטנציאל החשמלי והמתח החשמלי : אנרגיה פוטנציאלית חשמלית | פוטנציאל חשמלי | מתח חשמלי | משטחים שווי פוטנציאל | הקשר בין שדה חשמלי לפוטנציאל חשמלי | מתח חשמלי בתוך שדה חשמלי אחיד | הפוטנציאל החשמלי שיוצרים גופים שונים | סיכום ]