Grundlagen der Elektrizität

Ich habe dieses Video gesehen , in dem das elektrische Potenzial erklärt wird, und da ist etwas, was ich nicht ganz verstehe.

Ok, wenn ich das richtig verstanden habe - elektrische potentielle Energie ist die potentielle Energie, die von einer Ladung gespeichert wird, wenn sie in ein elektrisches Feld gebracht wird, das ein Feld ist, das von einer anderen Ladung erzeugt wird, so weit, so gut?

Der Typ im Video gibt ein Beispiel für zwei Platten - eine negativ geladene und eine positiv geladene. Dann simuliert er eine dazwischen platzierte positive Ladung und erklärt, dass die potenzielle Energie größer ist, wenn die Ladung näher an der positiven Platte liegt, und mit zunehmender Entfernung abnimmt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

was ich nicht ganz verstehe ist: Müssen wir die negativ geladene Platte haben, damit das funktioniert? Erzeugt nicht die positiv geladene Platte selbst ein Feld, das die positive Ladung aufhebt?

Meine Frage ist wirklich: Ist jeder Punkt im Raum mit einem elektrischen Potential verbunden? Zum Beispiel nur ein Punkt in der Luft zwischen mir und dem Computerbildschirm, vor dem ich sitze? Hat mein Körper ein gewisses elektrisches Potential? Oder müssen Sie 2 entgegengesetzt geladene Objekte haben, um ein elektrisches Potential zu haben?

Eine negativ geladene Platte ist streng genommen nicht erforderlich, hilft aber bei der Erklärung

Antworten (3)

Die negativ geladene Platte ist nicht erforderlich. Es macht das Feld zwischen den Platten gleichmäßig , was es bequemer macht, das Problem mathematisch zu behandeln.

Zu deiner anderen Frage, ja! Das elektrische Potential ist ein Feld . Das bedeutet, dass es an jedem Punkt im Raum einen Wert hat, sei es in einem Draht, der Luft um Sie herum oder in Ihrem Körper. Das eigentliche Pumpen Ihres Herzens ist auf einen zeitgesteuerten Potentialunterschied zwischen seinen Muskeln zurückzuführen!

Ok, also, wenn eine bestimmte Ladung in einem Feld platziert wird (es sei eine positive Ladung, die in einem Feld platziert wird, das von einer anderen positiven Ladung erzeugt wird), hat diese Ladung eine gewisse elektrische potentielle Energie, richtig? Ich meine, es wird durch das Feld aufgehoben, bis es einen bestimmten Punkt im Raum erreicht, an dem es dieses Feld nicht mehr "fühlen" wird. Warum also sagen wir, dass Spannung eine Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten ist?
@YoavKlein, das ist wirklich eine separate Frage. Kurz gesagt, weil die Wahl, welche äquipotentialen Punkte im Universum als Punkte mit "0-Potential" betrachtet werden sollten. Wir können einen beliebigen Satz von Äquipotentialpunkten als Punkte mit 0-Potential wählen, und es würde keine Änderung im Verhalten geladener Teilchen im System geben.

Ich werde mein Bestes tun, um uns durch diesen Zweifel zu führen.

In einer wirklich anschaulichen Erklärung, um ein elektrisches Potential zu haben, brauchen Sie nicht zwei Platten, eigentlich alles, was Sie brauchen, ist ein einzelnes geladenes Teilchen, das ein elektrisches Potential um sich herum erzeugt (und Sie können es messen, indem Sie a Beweisladung ... Was so erstaunlich es auch klingen mag, es hat keine Ladung).

Obwohl dies nicht bedeutet, dass jeder einzelne Punkt im Raum ein gewisses elektrisches Potential hat, haben einige Punkte im Raum ein Nullpotential, und das liegt an der Art und Weise, wie wir das Potential berechnen, als Summe aller Potentiale, die unser Teilchen beeinflussen .

Es ist möglich zu bemerken, dass Ihr Körper in einigen Fällen ein gewisses elektrisches Potential hat, besonders wenn Sie etwas einreiben und Ihr Arm eine kleine Gänsehaut bekommt, das ist elektrostatische Energie.

Es gibt eine andere Sache, die wichtig zu beachten ist, es gibt andere Möglichkeiten, ein Nullpotential zu haben, ein Phänomen, das als elektrostatische Abschirmung bezeichnet wird (einen Leiterkörper um das legen, was ein Nullpotential haben wird). Und so werden elektrische Geräte wie Ihr Telefon nicht beschädigt, wenn Sie durch ein Feld geführt werden.

Schließlich gibt es eine weitere starke Assoziation zwischen Elektrostatik und Gravitationsenergie, beides sind Felder, und beide werden auf die gleiche Weise berechnet, nur mit einigen Änderungen der Variablen. Man könnte also sagen, dass es analog ist, in einem elektrischen Potentialfeld zu sein und keine Ladung zu haben, in einem Gravitationsfeld zu sein und keine Masse zu haben! Daher sind Sie davon nicht betroffen.

Vielen Dank für die Gelegenheit, wenn es ein Missverständnis gibt, lassen Sie es mich bitte in den Kommentaren wissen. Habe eine tolle Ausbildung.

Das Allererste, was zu verstehen ist, ist, dass das, was physikalisch wichtig ist, nicht das Potenzial selbst ist, sondern Potenzialunterschiede. Selbst wenn es in einer Region des Weltraums keine Ladungen gibt, haben Sie möglicherweise ein Potenzial ungleich Null (Sie können es auf einen beliebigen Wert einstellen). aber dann hätte jeder Punkt dieser Region das gleiche Potenzial.

Oder müssen Sie 2 entgegengesetzt geladene Objekte haben, um ein elektrisches Potential zu haben?

Elektrisches Potential ist eine Eigenschaft, die jedem Raumpunkt zugeordnet ist, unabhängig von der Anwesenheit von Ladungen.

In Bezug auf die Abbildung würde nur 1 Platte ausreichen: Was dort gezeigt wird, ist ein Kondensator, und (in den einfachsten Schaltungen) ist eine der beiden Platten normalerweise geerdet und ihr Potenzial ist konventionell 0 (Denken Sie daran, dass es auf den Potentialunterschied ankommt).

So können wir zum Beispiel die negative Platte haben 0 Potenzial und das Positive haben, sagen wir, + 1 v . Eine positive Ladung bewegt sich in Richtung eines niedrigeren Potentials, also würde sie sich in Richtung der negativen Platte bewegen. Ebenso haben wir möglicherweise das positive Potenzial zu sein 0 , dann hätte die negative Platte ein Potential von gleich 1 v und nichts hätte sich geändert. Die positive Platte könnte auch ein negatives Potential haben, solange die negative Platte "negativer" ist.

Was meinst du mit "eine der Platten ist normalerweise geerdet"? Was bedeutet geerdet?