Verwirrung über elektrisches Potential

Soweit ich das elektrische Potential an einem Punkt verstehe P ist die Menge an Arbeit, die pro Ladungseinheit verrichtet wird Q bei der Erhebung dieser Anklage Q auf den Punkt P . Betrachten Sie nun die folgende Frage: Das Potenzial an dem Punkt P Ist 12 V und eine Gebühr von 3 C dort platziert wird, dann ist die potentielle Energie einfach 12 × 3 = 36 J.

Hier ist meine Verwirrung, für den Punkt P ein Potential haben von 12 V, es impliziert, dass die Ladung bewegt wird, die ist 3 C bewegt sich von einem niedrigeren zu einem höheren Potenzial, bevor es auf den Punkt kam P . Also vielleicht nahe am Punkt P Es ist eine höhere Gebühr beteiligt sagen 10 C . Aber falls P waren wirklich in der Nähe einer hohen positiven Ladung 10 C , um dann a zu bringen 3 C Ladung aus sehr großer Entfernung auf den Punkt P , dann da die elektrischen Feldlinien aus 10 C ist größer als 3 C , muss letztendlich daran gearbeitet werden, dieses Feld zu überwinden, und deshalb ist die geleistete Arbeit positiv? Weil wir arbeiten müssen?

Betrachten Sie auch die gleiche Situation wie oben, aber jetzt bewegen wir eine Ladung von − 2 C von weit weg auf den Punkt P . Wieder in der Nähe des Punktes P oder am Punkt P es ist von positivem Potenzial 12 v was bedeutet, sich zu bewegen − 2 C bis zu diesem Punkt muss es sich von einem niedrigeren zu einem hohen Potenzial bewegen. Aber wenn es wirklich an einem höheren Potential in der Nähe ist P sagen von 1 C , dann sind die Feldlinien aus 1 C in Richtung der − 2 C was bedeutet, dass Arbeit getan werden muss, um die zu bewegen − 2 C von weit weg auf den Punkt P , aber dann ist die benötigte Energie − 2 ( 12 ) = − 24 J, was impliziert, dass während der Bewegung Energie verloren ging − 2 C von weitem auf den Punkt P .

Wo in meinem Verständnis gehe ich falsch?

Antworten (2)

Betrachten Sie Folgendes:
Der Punkt P in einem elektrischen Feld hat ein elektrisches Potential von 12   v . Wo sich dieser Punkt im Feld befindet, hängt vom Feld selbst ab. Die beiden unten gezeigten Felder haben unterschiedliche Maxima, so dass der Punkt P in jedem an einem anderen Punkt liegt, aber das elektrische Potential an P ist immer noch 12   v in jedem Feld.

Punkt P in einem elektrischen Feld

Die Ladung Q am Punkt P hat eine potentielle Energie von E = Q v in jedem Feld. Da das elektrische Potential bei P In beiden Feldern ist die potentielle Energie gleich E für die Ladung Q ist in beiden Feldern gleich. Ob daran gearbeitet wurde, brauchen wir an dieser Stelle nicht zu berücksichtigen Q oder durch Q , wir können dies einfach als Ausgangspunkt nehmen und sagen, dass die Gebühr Q ist am Punkt P , und wenn Q = − 2   C Dann E = Q v = ( − 2 ) ( 12 ) = − 24   J .

Ladung q am Punkt P in einem elektrischen Feld

Ob wir dann überlegen wollen, wie Q muss P , oder was passiert als nächstes mit Q umziehen von P , müssen wir verstehen, ob daran gearbeitet wird Q oder durch Q .

Für eine positive Ladung + Q , um von einem niedrigeren elektrischen Potential zu einem höheren elektrischen Potential zu gelangen, muss daran gearbeitet werden Q da die potenzielle Energie mit zunehmendem elektrischen Potenzial zunimmt, müssen wir Energie hinzufügen Q . Um umgekehrt von einem höheren elektrischen Potential zu einem niedrigeren elektrischen Potential zu gelangen, wird Arbeit verrichtet Q weil die potentielle Energie von Q nimmt ab, wenn es sich zu einem niedrigeren elektrischen Potential bewegt.

Andererseits für eine negative Ladung − Q , um von einem niedrigeren elektrischen Potential zu einem höheren elektrischen Potential zu gelangen, wird Arbeit verrichtet Q denn die potentielle Energie nimmt ab (wird negativer), wenn das elektrische Potential zunimmt, z E = Q v = ( − 2 ) ( 8 ) = − 16   J Zu E = Q v = ( − 2 ) ( 12 ) = − 24   J . Das ist, Q verliert Energie. Und umgekehrt, um von einem höheren elektrischen Potential zu einem niedrigeren elektrischen Potential zu gelangen, muss weitergearbeitet werden Q weil die potentielle Energie von Q steigt (positiver werdend), wenn es sich zu einem niedrigeren elektrischen Potential bewegt, z E = Q v = ( − 2 ) ( 12 ) = − 24   J Zu E = Q v = ( − 2 ) ( 8 ) = − 16   J .

Und wenn Q bewegt oder bewegt wird, seitwärts im Feld, dann wird keine Arbeit geleistet, weil sich das elektrische Potential und damit die potentielle Energie nicht ändern Q ändert sich nicht.

Ladung q „hat Arbeit geleistet“ oder „arbeitet“, um in einem elektrischen Feld am Punkt P anzukommen

Ausgezeichnete Antwort Mick - kann ich fragen, ob sich die Ladung aufgrund einer auf sie wirkenden Kraft bewegt, kann man anhand der obigen Informationen den elektrischen Fluss berechnen (vorausgesetzt, dies wäre a 3 -d Modell auferlegt auf a 2 -d Seite!).

Wieder in der Nähe von Punkt P oder am Punkt P hat es ein positives Potential von 12 V, was bedeutet, dass es sich von einem niedrigeren zu einem hohen Potential bewegen muss, um –2 C zu diesem Punkt zu bewegen.

Bei einer negativen Ladung ist das Potential im Unendlichen tatsächlich höher als am Punkt P.

Dies sollte sinnvoll sein, wenn man bedenkt, dass eine negative Ladung von P angezogen würde und daher die Arbeit, die "erforderlich" ist, um es von unendlich nach P zu bewegen, negativ sein müsste.

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