Потенциал. Разность потенциалов. Напряжение. Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду: - энергетическая характеристика поля в данной точке. Потенциал не зависит от величины заряда, помещенного в это поле. Т.к. потенциальная энергия зависит от выбора системы координат, то и потенциал определяется с точностью до постоянной. За точку отсчета потенциала выбирают в зависимости от задачи: а) потенциал Земли, б) потенциал бесконечно удаленной точки поля, в) потенциал отрицательной пластины конденсатора. - следствие принципа суперпозиции полей (потенциалы складываютсяалгебраически). Потенциал численно равен работе поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки электрического поля в бесконечность. В СИ потенциал измеряется в вольтах: Разность потенциалов Напряжение — разность значений потенциала в начальной и конечнойточках траектории. Напряжение численно равно работе электростатического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль силовых линий этого поля. Разность потенциалов (напряжение) не зависит от выбора системы координат! Единица разности потенциалов Напряжение равно 1 В, если при перемещении положительного заряда в 1 Кл вдоль силовых линий поле совершает работу в 1 Дж. Связь между напряженностью и напряжением. Из доказанного выше: напряженность равна градиенту потенциала (скорости изменения потенциала вдоль направления d). Из этого соотношения видно: Эквипотенциальные поверхности. ЭПП - поверхности равного потенциала. Свойства ЭПП: - работа при перемещении заряда вдоль эквипотенциальной поверхности не совершается; - вектор напряженности перпендикулярен к ЭПП в каждой ее точке. Измерение электрического напряжения (разности потенциалов) Между стержнем и корпусом — электрическое поле. Измерение потенциала кондуктора Измерение напряжения на гальваническом элементе Электрометр дает большую точность, чем вольтметр. Потенциальная энергия взаимодействия зарядов. Потенциал поля точечного заряда Потенциал заряженного шара а) Внутри шара Е=0, следовательно, потенциалы во всех точках внутри заряженного металлического шара одинаковы (!!!) и равны потенциалу на поверхности шара. б) Снаружи поле шара убывает обратно пропорционально расстоянию от центра шара, как и в случае точечного заряда. Перераспределение зарядов при контакте заряженных проводников. Переход зарядов происходит до тех пор, пока потенциалы контактирующих тел не станут равными. www.eduspb.com Напряжение на участке цепи можно рассматривать как часть э.д.с. (электродвижущая сила), доставшуюся этому участку. Ту часть э.д.с., которая достается какому-либо участку цепи, принято называть напряжением на этом участке (часто говорят — «падение напряжения») и обозначать буквой U. Напряжение измеряется в Вольтах «В», в честь Алессандро Вольта, который создал первый в мире химический источник тока. Напряжение это разность значений потенциала в начальной и конечной точках траектории. Напряжение численно равно работе электростатического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль силовых линий этого заряда. Так, чтобы получить напряжение в 1 В нужно, чтобы заряд в 1 Кл пройдя по цепи, совершил работу в 1 Дж: На самом деле в теории не все так просто. Мы постарались изложить основными понятиями, которые используют для простого изложения материала по этой теме. На практике мы можем увидеть то самое падение напряжения. Чтобы понимать еще лучше, изучите закон Ома Теперь перейдем к примерам: 1) Я создал пробную схему в программе Multisim. На источнике питания я выставил постоянное напряжение 1 В, последовательно с источником в цепь включен резистор номиналом 1 Ом. Теперь мультиметром в режиме измерения постоянного напряжения мы «посмотрим», что же упало на этом двухполюснике (резисторе). Для этого плюсовой контакт мультиметра подключаем к резистору со стороны положительного контакта источника, а минус к общему проводу (минусу). Смотрим! Теперь мы увидели, что на резисторе упало все напряжение источника, т.е. 1 В. Действительно, с другой стороны мы так же измеряем напряжение и на концах генератора. 2) Давайте попробуем не меняя напряжения на источнике поставить последовательно 2 резистора номиналом 1 Ом. Смотрим! Вот! Теперь вспоминаем что я писал выше: Ту часть э.д.с., которая достается какому-либо участку цепи, принято называть напряжением на этом участке (часто говорят — «падение напряжения») и обозначать буквой U. Каждому резистору в данной электрической цепи досталась часть всей э.д.с. Разница в избыточных зарядах на концах какого-либо участка последовательной цепи автоматически оказывается тем больше, чем больше сопротивление этого участка. То есть, иными словами, напряжение на участке цепи пропорционально сопротивлению участка. Ну, а кроме того, по абсолютной величине это напряжение тем больше, чем больше сама э.д.с., — если делить на несколько человек большой каравай хлеба, то каждому достанется больше, чем если бы делить маленькую булочку. Так как сопротивление резисторов одинаково, то им досталось по равной части э.д.с., а именно по 0.5 В. 3) Для наглядности я возьму два разных резистора, номиналами 1 Ом и 7 Ом, потому, что я тут рассказываю, падение напряжения на резисторе 7 Ом должно быть больше, чем на резисторе 1 Ом. Проверяем! Все верно! Мы получили большее падение напряжения на резисторе R2 = 7 Ом. 4) Ну и наверное последний эксперимент. Повысим напряжение на источнике до 2 В. Напряжение на резисторах должно возрасти в 2 раза (так как на источнике напряжение подняли тоже в 2 раза). Смотрим! И снова верно! Местная э.д.с., то есть напряжение на участке цепи, это не выдумка, помогающая что-то объяснить или подсчитать. Это реальность. Причем настолько реальность, что к любому участку цепи, как к генератору, можно подключить свою нагрузку и образовать свою местную цепь в большой общей цепи. При подключении такой местной нагрузки, как при всяком параллельном подключении, несколько уменьшится общее сопротивление этого участка, а значит, и реально действующее на нем напряжение. Заключение. Напряжение, так же как и э.д.с., говорит о той энергии, с которой проталкивается каждый кулон свободных электрических зарядов (а если строго — о той работе, которую он выполняет), но, конечно, уже по какому-либо участку, а не по всей цепи. Поэтому напряжение, так же как и э.д.с., измеряется в вольтах. Очевидно, что общая работа, выполняемая единичным зарядом во всей цепи, равна сумме работ, выполненных на отдельных ее участках, то есть э.д.с. равна сумме всех напряжений на участках цепи. Литература Если вы нашли ошибку, пожалуйста выделите ее и нажмите Shift + Enter или кликнуть сюда чтобы сообщить нам об этом. blog.ledbi.ru Напряжения, действующие в электрических цепях, условно можно разделить на два типа:- приложенное к цепи напряжение;- падение напряжения на участках цепи или на всей цепи.Приложенное напряжение это напряжение, подведенное к цепи (рис. 1.). Рисунок 1. Приложенное напряжение и падение напряжения на участке цепи. Источник напряжения подключен к цепи, поток электронов перемещается от минуса к плюсу источника напряжения. Если источник напряжения имеет значение напряжения 12 вольт (например, автомобильная аккумуляторная батарея), то приложенное напряжение будет иметь значение так же 12 вольт.При движении потока электронов по цепи они встречает, как мы знаем, сопротивление. Таким образом, когда электроны проходят через нагрузку (или другие элементы цепи), то они теряют энергию. Та энергия, которую электроны отдали в нагрузку, называется падением напряжения на участке цепи . В основном эта энергия выделяется на нагрузке в виде тепла. Энергия, которая отдается в нагрузку, равна энергии сообщаемой электронам источником напряжения.Если автомобильный аккумулятор напряжением 12 вольт подключить к автомобильной 12 вольтовой лампе, то приложенное к цепи напряжение будет равно 12 вольт, а падение напряжения на лампе так же будет 12 вольт (рис. 2.). Энергия в объеме 100% потребляется в цепи. Рисунок 2. Пример приложенного напряжения в 12 В и падения напряжения на лампе. Если к тому же 12-вольтовому автомобильному аккумулятору подключить две соединенные последовательно 6-вольтовые лампочки, то при том же приложенном напряжении в 12 В падение напряжение на лампочках будет по 6 вольт (рис. 3.). В этом случае все равно общее падение напряжение будет 12 вольт. Рисунок 3. В другом случае если взять две лампочки на разное напряжение, к примеру на 9 и 3 вольта, и включить их последовательно в цепь с источником напряжения 12 вольт, то соответственно на 9-ти вольтовой лампочке будет падать 9 вольт, а на 3-х вольтовой 3 вольта (рис. 4.). Как и всегда общее падение напряжения на лампочках равно 12 вольт. Рисунок 4. ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ! www.sxemotehnika.ruОбъединение учителей Санкт-Петербурга. Напряжение равно
Потенциал. Разность потенциалов. Напряжение.Эквипотенциальные поверхности
→ 
- Напряженность поля равна 1 В/м, если между двумя точками поля, находящимися на расстоянии 1 м друг от друга существует разность потенциалов 1 В. 
Напряжение (электрическое напряжение) - Ledbi
Приложенное напряжение и падение напряжения на участке цепи.
Похожие материалы:
Добавить комментарий
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: