هل يمكن أن تكون الطاقة الكامنة الكهربائية سلبية: حقائق مفصلة وأمثلة وأسئلة شائعة


الطاقة الكامنة الكهربائية هي الطاقة التي تمتلكها شحنة النقطة بسبب قوى كولوم المحافظة.

يوفر طاقة الوضع الكهربائي يجمع رسوم النقاط عن طريق تقريبها من إكمال العمل. بما أن الطاقة الكامنة للجسم يمكن أن تكون سالبة ، فهل يمكن أن تكون طاقة الوضع الكهربي سالبة أم لا؟ دعونا نناقش الإجابة بالتفصيل.

كيف يمكن أن تكون طاقة الوضع الكهربائي سالبة

إذا بذلنا جهدًا لتقريب شحنتين ، فسيتم صدهما ، فقط عندما يكونا متشابهين. بحيث يكون العمل المنجز ضد المجال الكهربائي عندما يتم تقريب الشحنات النقطية أكثر فأكثر ، يزداد التنافر.

  • عندما تكون الشحنات الكهربائية للقطبية المعاكسة بالقرب من بعضها البعض ، سيكون هناك تجاذب بين الشحنات. يتم العمل الإيجابي على التهم. لذا فإن نظام الشحنات يمتلك طاقة وضع كهربائية موجبة.
  • لنفترض أن النظام لديه مثل الرسوم فقط ، ثم يتم طرد الرسوم من بعضها البعض لأن العمل المنجز على التهمة ضد المطبق الحقل الكهربائي. لذا فإن طاقة الوضع الكهربائي تصبح سلبية.

يتم إعطاء طاقة الوضع الكهربائي لنظام معين من خلال التعبير ؛

UE= ك * (ف1q2/ ص)

اين انتE هي طاقة الوضع الكهربائي ؛ ف1 و q2 هي رسوم النقاط ؛ r هو الفصل بين التهم.

يتم العمل على الشحنات النقطية معاكسة للمجال الكهربائي والقوة التي تجلب الشحنات النقطية من النقطة المرجعية إلى الموضع المحدد المعطى

من الحقائق المذكورة أعلاه ، من الواضح أن ؛

إذا كان النظام يمتلك فائضًا من الرسوم المتشابهة ، يكتسب النظام الطاقة الكامنة السلبية.

حقيقة الطاقة الكامنة السلبية يمكن تفسيرها من حيث النتائج التالية ، مما يزيل ارتباك الإشارات السلبية في التكامل.

  • الشغل الذي يقوم به المجال الكهربائي: يمتلك المجال الكهربائي قوة شعاعية يتم توجيهها دائمًا للخارج بينما تزيح الشحنة إلى الداخل. ومن ثم فإن المجال الكهربائي المحدد في التكامل له علامة سالبة.
  • الشغل المبذول على الجسيم: إذا كانت القوة المطبقة على الشحنة مساوية للمجال الكهربائي ، فإن القوة الشعاعية تؤثر في الداخل ، وتزاح الشحنة أيضًا إلى الداخل. في هذه الحالة ، سيحصل التكامل على علامة إيجابية.

هل يمكن أن يكون لديك جهد كهربائي سالب

يمكن للمرء أن يكون لديه جهد كهربي سالب عندما يكون هناك فائض في الشحنات المتشابهة.

ضع في اعتبارك نظام الرسوم. إذا كان النظام يمتلك إلكترونات أكثر ، فإن بعض الإلكترونات لا تساهم في التوصيل لأنها تصبح إلكترونات حرة.

هل يمكن أن تكون طاقة الوضع الكهربائي سالبة
رسم توضيحي يوضح كيف يمكن أن تكون طاقة الوضع الكهربائي سالبة

إذا كان بعض القوة يتم تطبيقه على هذا الإلكترون الحر الذي جعلهم أقرب ، يتم صدهم. بسبب هذا التنافر ، فإن الطاقة الكامنة المخزنة في الإلكترونات تصبح سالبة حيث يتم العمل عكس القوة المطبقة مما يؤدي إلى أن يكون الجهد الكهربائي سالبًا.

متى يكون الجهد الكهربائي موجبًا

تكتسب الشحنة إمكانات موجبة عندما توضع الشحنات من نفس النوع معًا. نظرًا لأن الشحنات المتشابهة تتنافر دائمًا ، فإنها تحتاج إلى قوة خارجية لتقريبها. تتطلب القوة الخارجية بعض الطاقة الكامنة للعمل على الجسيمات.

الجهد الكهربائي الموجب

العمل المنجز سلبي لأن سلوك الجسيم ضد قوة الكولوم المطبقة. ومن ثم تصبح الإمكانات إيجابية.

يمكننا القول أنه كلما زاد عدد الشحنات الموجبة ، كلما أصبح الجهد الكهربائي موجبًا ، حيث تميل الشحنة الموجبة إلى التحرك نحو الطاقة الكامنة المنخفضة.

عندما يكون الجهد الكهربائي سالب

يصبح الجهد الكهربي سالبًا عندما يتم الاحتفاظ بشحنة القطبين المعاكسين معًا. نظرًا لوجود تجاذب بين الجسيمات المشحونة بشكل معاكس ، فإنها لا تتطلب أي قوة خارجية تجمعها معًا.

الجهد الكهربائي السلبي

في حالة عدم وجود قوة خارجية ، يصبح العمل المنجز إيجابيًا. قوة كولوم والعمل المنجز في نفس الاتجاه ؛ وبالتالي ، تتحرك الشحنات نحو الإمكانات السلبية.

بشكل عام ، يُقال أن النظام يكتسب إمكانات سلبية مع شحنة سالبة أكثر ، حيث تميل الشحنة السالبة إلى التحرك نحو طاقة محتملة عالية.

الأسئلة المتكررة

هل تشير الطاقة الكامنة السالبة إلى الشحنة السالبة؟

تعني الطاقة الكامنة السالبة أن الشحنة اكتسبت طاقة أقل من الكولوم عند النقطة المرجعية.

السلبية الطاقة الكامنة لا تشير إلى الشحنة السالبة. حقيقة، يتم امتلاك الطاقة الكامنة السالبة بسبب الشحنات الموجبة والسالبة.

هل الشحنة السالبة تقلل من الإمكانات؟

الشحنة السالبة تتوافق مباشرة مع حجم الطاقة والقوة بين الشحنات.

عندما تزداد الشحنة السالبة في نظام ذي شحنات موجبة ، فإن حجم الطاقة الكامنة تزداد ، لكن القوة بين الشحنات تصبح أكثر جاذبية ، مما يؤدي إلى انخفاض في الإمكانات.

هل طاقة الوضع الكهربائي والجهد الكهربائي متماثلان؟

الجهد الكهربائي وطاقة الوضع الكهربائي هما الكميتان المتميزتان اللتان تعتمدان على إحداهما على الأخرى.

طاقة الوضع الكهربائي هي الكمية المحددة من الطاقة المطلوبة لدفع شحنة في مجال كهربائي ، في حين أن الجهد الكهربائي هو ميل الشحنة للقيام بعمل من خلال تأثير المجال الكهربائي. لكن كلاً من الجهد الكهربائي وطاقة الوضع الكهربائي يتوافقان مع بعضهما البعض.

في أي مكون يتم تخزين طاقة الوضع الكهربائي؟

يخزن المكثف طاقة الوضع الكهربائي ، وهو جاهز لتزويد الشحنات عند الحاجة إليها.

المكثف هو مكون كهربائي يمكنه تخزين الشحنات وتزويد الشحنات لجميع المكونات الأخرى للتوصيل الكهربائي.

هل تعتمد طاقة الوضع الكهربائي على الاتجاه؟

طاقة الوضع الكهربي هي كمية قياسية لها حجم ومستقلة عن الاتجاه.

الكهرباء الطاقة الكامنة يحدد العمل المنجز على التهمة. لكن الشغل هو الكمية العددية المعطاة بواسطة حاصل الضرب القياسي للقوة مضروبًا في الإزاحة. ومن ثم ، فإن طاقة الوضع الكهربائي مستقلة عن الاتجاه ، ولكن موقع مادة الشحنة وطبيعتها في طاقة الوضع الكهربائي.

هل المسافة بين الشحنات تؤثر على طاقة الوضع الكهربائي؟

تميل الطاقة الكامنة إلى الزيادة ، عندما يكون الفصل بين الشحنات أكثر.

افترض إذا تم الجمع بين الشحنتين من نفس العلامة ؛ من الواضح أنهم يصدون. ثم سيكون من الأفضل أن تبذل المزيد من الطاقة لتقريبهم. كلما ذهبوا بعيدًا ، تزداد طاقتهم الكامنة أيضًا ، وتتجه نحو شحنة أخرى.

لماذا ينخفض ​​الجهد الكهربائي عندما تكون الطاقة الكامنة عالية؟

الشحنة لديها القدرة على زيادة طاقتها الكامنة عندما تميل إلى التحرك عكس القوة العادية.

عندما تتحرك الشحنة بعيدًا عن المجال الكهربائي ، فإن الطاقة الكامنة المخزنة في الشحنة تدخل حيز التنفيذ من خلال بذل بعض القوة على الشحنة للتحرك نحو اتجاه المجال. بمجرد أن تبدأ الشحنة في الابتعاد عن المجال الكهربائي ، لا يمكنها الرجوع ؛ نتيجة لذلك ، تقل احتمالية.

كيرثي مورثي

أنا Keerthi K Murthy ، لقد أكملت التخرج في الفيزياء ، مع التخصص في مجال فيزياء الجوامد. لطالما اعتبرت الفيزياء كموضوع أساسي مرتبط بحياتنا اليومية. كوني طالب علوم أستمتع باستكشاف أشياء جديدة في الفيزياء. ككاتب ، هدفي هو الوصول إلى القراء بالطريقة المبسطة من خلال مقالاتي. تصلني - keerthikmurthy24@gmail.com

آخر المقالات