Przejdź do treściPrzejdź do informacji o dostępności

Podsumowanie

7.1 Elektryczna energia potencjalna

  • Praca wykonana podczas przeniesienia ładunku z punktu A A do punktu B B w polu elektrycznym jest niezależna od toru; w szczególności praca wykonana podczas przenoszenia ładunku po zamkniętym torze wynosi zero. Oznacza to, że siła elektrostatyczna jest siłą zachowawczą.
  • Energia potencjalna między dwoma ładunkami punktowymi jest zdefiniowana za pomocą wzoru Δ E p = k ⁢ q ⁢ Q ∕ r Δ E p = k ⁢ q ⁢ Q ∕ r , gdzie poziom odniesienia przyjęto w nieskończoności.
  • Zasada superpozycji jest słuszna także w przypadku elektrycznej energii potencjalnej. Energia potencjalna układu wielu ładunków jest równa sumie energii potencjalnych między poszczególnymi parami ładunków.

7.2 Potencjał elektryczny i różnica potencjałów

  • Potencjał elektryczny jest zdefiniowany jako wielkość energii potencjalnej przypadająca na jednostkę ładunku. Równoważnie: jest to iloraz energii potencjalnej i ładunku próbnego (dodatniego).
  • Różnica potencjałów między punktami AA i BB, VB−VAVB−VA, czyli zmiana potencjału ładunku qq przemieszczonego z AA do BB, jest równa zmianie energii potencjalnej podzielonej przez wielkość tego ładunku.
  • Różnicę potencjałów nazywamy napięciem, oznaczamy symbolem ΔVΔV i definiujemy jako
    ΔV=ΔEpq⁢ lub ⁢ΔEp=q⁢ΔV⁢.ΔV=ΔEpq⁢ lub ⁢ΔEp=q⁢ΔV⁢.
  • Energia 1⁢eV1⁢eV (elektronowolt) to energia, jaką uzyskuje ładunek elementarny przyspieszony napięciem 1⁢V1⁢V. Jej wartość w dżulach wynosi
    1⁢eV=1,6⋅10−19⁢C⋅1⁢V=1,6⋅10−19⁢C⋅1⁢J∕C=1,6⋅10−19⁢J⁢.1⁢eV=1,6⋅10−19⁢C⋅1⁢V=1,6⋅10−19⁢C⋅1⁢J∕C=1,6⋅10−19⁢J⁢.

7.3 Obliczanie potencjału elektrycznego

  • Potencjał elektryczny jest wielkością skalarną, natomiast natężenie pola jest wektorem.
  • Potencjał wypadkowy układu ładunków punktowych możemy obliczyć dzięki zasadzie superpozycji, a więc sumując potencjały poszczególnych ładunków źródłowych jak liczby
    V P = k ⁢ ∑ i = 1 N q i r i ⁢ . V P = k ⁢ ∑ i = 1 N q i r i ⁢ .
  • Dipol składa się z dwóch identycznych ładunków o przeciwnych znakach, umieszczonych w stałej odległości od siebie. Wielkością charakterystyczną dipola jest jego elektryczny moment dipolowy p → = q ⁢ d → p → = q ⁢ d → .
  • Potencjał ciągłego rozkładu ładunków może być obliczony za pomocą całkowej zasady superpozycji
    V P = k ⁢ ∫ d q r ⁢ . V P = k ⁢ ∫ d q r ⁢ .

7.4 Obliczanie natężenia na podstawie potencjału

  • Podobnie jak możemy scałkować natężenie pola w celu obliczenia potencjału, tak też, różniczkując potencjał, możemy obliczyć natężenie.
  • Możemy osobno znaleźć składowe wektora natężenia, różniczkując potencjał po kolejnych zmiennych układu współrzędnych, albo od razu obliczyć cały wektor natężenia za pomocą operatora gradientu.

7.5 Powierzchnie ekwipotencjalne i przewodniki

  • Powierzchnia ekwipotencjalna jest zbiorem punktów o tym samym potencjale. Na płaszczyźnie powierzchnie ekwipotencjalne są reprezentowane przez linie stałego potencjału.
  • Powierzchnie stałego potencjału są zawsze prostopadłe do linii pola elektrycznego.
  • Powierzchnie przewodników w równowadze statycznej są także powierzchniami ekwipotencjalnymi.
  • Poziomice na mapach topograficznych mogą być rozumiane jako linie stałego potencjału grawitacyjnego.

7.6 Zastosowanie elektrostatyki

  • Elektrostatyka jest nauką o ładunkach elektrycznych w spoczynku.
  • Oprócz poważnych zastosowań elektrostatyki do celów naukowych, jak w przypadku generatora Van de Graaffa, zjawiska elektrostatyczne są powszechnie wykorzystywane w wielu praktycznych urządzeniach, takich jak kserokopiarki, drukarki laserowe i atramentowe czy filtry elektrostatyczne.
Cytowanie i udostępnianie
Ponowne wykorzystanie i redystrybucja tej treści w formacie cyfrowym lub drukowanym:
  • Ten podręcznik nie może być wykorzystywany do trenowania dużych modeli językowych ani w żaden inny sposób przetwarzany przez duże modele językowe lub rozwiązania generatywnej sztucznej inteligencji bez uprzedniej pisemnej zgody OpenStax Poland.
  • Ten podręcznik jest wydany na licencji Uznanie autorstwa (CC BY), co oznacza, że możesz ponownie wykorzystywać i modyfikować materiał wyłącznie w celach niekomercyjnych, musisz uznać autorstwo OpenStax Poland oraz musisz rozpowszechniać wszelkie utwory zależne na tej samej licencji.
  • Jakikolwiek komercyjny druk tego podręcznika, w tym z wykorzystaniem lokalnej lub niestandardowej drukarni, wymaga zgody OpenStax Poland oraz podania odpowiedniego cytowania.
  • Obrazy, aktywności, testy i podobne elementy tego podręcznika objęte prawami autorskimi OpenStax Poland podlegają tej samej licencji – CC-BY-NC-SA. Mogą być wykorzystywane w celach niekomercyjnych z uznaniem autorstwa. Użycie komercyjne wymaga zgody.
  • Prośby o zgodę: Każdy, kto zamierza włączyć tę treść (w tym tekst, obrazy i inne elementy) do dużych modeli językowych, wykorzystać ją w rozwiązaniach opartych na sztucznej inteligencji, użyć jej komercyjnie (w tym w druku) i/lub ma pytania dotyczące innego przypadku użycia, może skorzystać z naszego formularza wniosku o ponowne wykorzystanie.
Cytowanie i udostępnienia
  • Jeśli rozpowszechniasz tę książkę w formie drukowanej w celach niekomercyjnych, umieść na każdej jej kartce informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-2/pages/1-wstep
  • Jeśli rozpowszechniasz całą książkę lub jej fragment w formacie cyfrowym w celach niekomercyjnych, dla każdej strony zawierającej treści OpenStax musisz udostępnić utwór zależny na tej samej licencji CC-BY-NC-SA co oryginał oraz na każdym widoku strony umieścić informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-2/pages/1-wstep
Cytowanie

Poniższe informacje zawierają dane potrzebne do utworzenia cytowania w większości głównych stylów (APA, MLA itp.); musisz przeformatować i zorganizować te informacje zgodnie z wymaganiami danego stylu. Jeśli chcesz zacytować tę książkę, skorzystaj z dostępnych narzędzi do tworzenia wpisów bibliograficznych, jak np.: ten.

© 21 wrz 2022 OpenStax Poland. Treść książki została wytworzona przez OpenStax na licencji Uznanie autorstwa (CC BY). Nazwa OpenStax Poland i OpenStax, logo OpenStax Poland i OpenStax, okładki OpenStax Poland iOpenStax, nazwa OpenStax CNX oraz OpenStax CNX logo, jak również nazwa i logo Rice University oraz powiązane znaki towarowe i słowne, nie podlegają licencji Creative Commons i wykorzystanie ich jest dozwolone wyłącznie na mocy uprzedniego pisemnego upoważnienia przez Rice University.