يمكن أن يكون الاختلاف المحتمل سلبيًا: حقائق تفصيلية


يعطي فرق الجهد مقدار الطاقة التي تمتلكها الشحنات أثناء الانتقال من نقطة إلى دائرة أخرى.

تمتلك كل دائرة قدرًا معينًا من فرق الجهد لأن الشحنة تتدفق دائمًا من طرف إلى طرف آخر. بمعرفة ذلك ، هناك سؤال يمكن أن يكون فرق الجهد سالبًا إذا غيرت الشحنة اتجاهها؟ دعونا نناقش كيف يمكن أن يكون لديك سلبي التباينات المحتملة.

كيف يمكن أن يكون فرق الجهد سلبيًا

الجواب على السؤال يمكن التباينات المحتملة تكون سالبة في القسم التالي من خلال النظر في نظام الشحنات المتدفقة في الدائرة.

في دارة ما ، تتدفق الشحنة من الطرف الموجب إلى الطرف السالب ، لنقل من أ إلى ب. الشحنات عند أ لها إمكانات عالية ، والشحنات عند ب ذات إمكانات منخفضة. هنا لا نأخذ الإمكانات الدقيقة التي تمتلكها الشحنة في كلا النقطتين. لكننا نأخذ في الاعتبار الاختلاف في إمكانات الشحنات في النقطتين A و B. وهذا ما يعنيه فرق الجهد.

نظرًا لأن الاسم نفسه يخبرنا أنه فرق بين الإمكانات بين طرفي الدائرة ، يمكن أن يكون فرق الجهد موجبًا أو سالبًا.

يمكن أن يكون فرق الجهد سلبيًا
توضيح يوضح كيف يمكن أن يكون الاختلاف المحتمل سالبًا

ترتبط الدوائر بطريقة يتم فيها توصيل الطرف الموجب للدائرة بالطرف الموجب لمصدر الطاقة. يتم توصيل الطرف السالب للدائرة بالسالب لمصدر الطاقة. يتم إنشاء الإمكانات بين طرفي الدائرة ، مما يتسبب في حركة الشحنات عن طريق الانتقال من الإمكانات العالية إلى الإمكانات المنخفضة.

في حالة تبادل أطراف التوصيل ، أي توصيل طرف موجب إلى سالب للبطارية والطرف السالب إلى موجب للبطارية ، بحيث تتدفق الشحنات من إمكانات منخفضة إلى إمكانات عالية ؛ هذا يتسبب في وجود فرق جهد سلبي في الدائرة.

متى يمكن أن يكون فرق الجهد سالبًا

التباينات المحتملة هو مؤشر كم الطاقة الكامنة هل يمتلك كولوم شحنة مقارنة بالشحنة عند النقطة المرجعية.

إذا كان الطاقة الكامنة من الشحنة عند النقطة المرجعية أكبر من الشحنة عند النقطة المقاسة ، ثم يكون الفرق المحتمل بين هاتين الشحنتين سالبًا.

  • ضع في اعتبارك شحنة موجبة في الفضاء ؛ الحقول في الفضاء هي النقطة المرجعية. إذا أردنا نقل الشحنة بعيدًا عن المجال ، فإن الإمكانات المطلوبة لتحريك الشحنة تكون أقل نظرًا لوجود قوة تنافر بين الشحنة الموجبة والمجال ؛ وبالتالي ، سيصبح فرق الجهد موجبًا.
  • إذا استخدمنا شحنة سالبة بدلاً من ذلك ، فعلينا استخدام المزيد من الجهد لتحريك الشحنة السالبة ، حيث سيكون هناك تجاذب بين الشحنة السالبة والمجال في الفضاء. ومن ثم يتم بذل المزيد من العمل على التهمة للتحرك بعيدًا ؛ وبالتالي ، فإن فرق الجهد سيصبح سالبًا.
الرسم البياني المراد تمثيله يمكن أن يكون فرق الجهد سالبًا وكذلك موجبًا

By قوانين كيرشوف، افترض أن التيار يتدفق في الاتجاه كما هو موضح في الشكل الأول ؛ إذا تم عكس الاتجاه الحالي في اتجاه الحلقة ، يتم أيضًا عكس فرق الجهد ، ويظهر فرق الجهد المقاس فرق جهد سلبي.

على سبيل المثال ، افترض أن التيار يتدفق في الحلقة من النقطة P إلى Q. افترض أن فرق الجهد المقاس بين P و Q هو + 15V. إذا بدأ التيار في التدفق من Q إلى P ، أي العكس في اتجاه التيار ، فإن فرق الجهد المقاس بين Q إلى P سيكون -15V.

كيفية إيجاد فرق الجهد السلبي

ضع في اعتبارك شحنتين: إحداهما هي شحنة النقطة والأخرى هي شحنة الاختبار. دع هذه الشحنات تنتقل من النقطة أ إلى النقطة ب للقيام ببعض الأعمال على النظام. التهم لها V.A مقدار الجهد عند النقطة A وله احتمال معين V.B عند النقطة ب.

كيفية إيجاد فرق الجهد السلبي

من أجل معرفة مقدار الإمكانات التي يتم الحصول عليها من الرسوم عند النقطة A والنقطة B بالتعبير باستخدام قانون أوم ، مثل ؛

V = IR ؛ حيث V هو جهد الدائرة ، وأنا هو التيار المتدفق عبر الدائرة ، و R هي المقاومة المقدمة لتدفق التيار.

من المعادلة ، يمكننا إيجاد الجهد عند A و B على النحو التالي ؛

VA = IARA؛ VB = أناBRB

باستخدام التعبير أعلاه ، يمكن كتابة فرق الجهد كـ

∆VAB = الخامسA - فB

الشغل المنجز على الشحنة يتناسب مع التغير في الطاقة الكامنة ، وتعطيها المعادلة ؛

W = -PE

توضح الإشارة السالبة أن العمل المنجز هو عكس اتجاه المجال المطبق بالشحنة السالبة.

عندما يتم تقديم كلاهما ، ويكون العمل في نفس الاتجاه ، فستكون المعادلة المطلوبة

W = ∆PE

يعطي العمل المنجز على شحنة النقطة بواسطة الحقل إمكانية مثل

V = ∆PE / ف

نظرًا لأن الشحنات تتدفق من A إلى B ، يتم إعطاء فرق الجهد بواسطة المعادلة

VAB=VA-VB= ∆PE / ف

إذا كان تدفق الشحنة من B إلى A ، أي في الاتجاه العكسي ، فإن المعادلة المطلوبة ستكون فرق جهد سلبي ؛ نظرا ل

VAB=VB-VA= ∆PE / ف

أسئلة شائعة

هل فرق الجهد السالب يعني الجهد السالب؟

مصطلح فرق الجهد هو مرادف للجهد ، والذي يقيس مقدار الشحنة التي تتدفق عبر الدائرة.

يحدد اتجاه تدفق الشحنات ما إذا كانت الدائرة تمتلك فرق جهد إيجابي أو فرق جهد سلبي. ومن ثم فمن الواضح أن تدفق الشحنة يقاس بـ الجهد االكهربى. وبالتالي فإن فرق الجهد السالب والجهود السالبة هما نفس الشيء.

هل يمكن أن يكون فرق الجهد صفرًا؟

نعم ، لا يمكن أن يكون هناك فرق محتمل واحد. من قانون أوم ، من الواضح أنه لكي تمتلك الدائرة فرق الجهد ، يجب أن يكون هناك تدفق للتيار ويجب أن تكون المقاومة الكافية مطلوبة.

إذا كانت الشحنات لا تمتلك الكمية المطلوبة من الطاقة للتغلب على المقاومة ، فإن تدفق ناقلات الشحنة يكون مقيدًا بالتوصيل تيار. في هذه الحالة ، يصبح فرق الجهد صفرًا حيث لا توجد حركة للشحنات.

هل يتدفق التيار إذا كان فرق الجهد صفرًا؟

في الحالة المثالية ، نعم ، سيكون هناك تدفق للتيار في موصل مثالي على الرغم من أن فرق الجهد هو صفر.

في تطبيقات العالم الحقيقي ، يعني فرق الجهد الصفري أنه لن يكون هناك تدفق للشحنات لتوصيل التيار عبر الدائرة. ال تيار لا يمكن أن تتدفق لأن الشحنات تصبح ثابتة وتمتلك المزيد من الطاقة الكامنة.

هل فرق الجهد السالب يقلل من معدل التدفق الحالي؟

معدل التدفق الحالي هو نفسه دائمًا لكل من الاختلافات المحتملة الإيجابية والسلبية.

يعني فرق الجهد السالب أن الشحنة لا يمكن أن تتدفق في الاتجاه المقصود للتدفق. يجب أن تغير الشحنات اتجاه التدفق في الدائرة ، أي في الاتجاه المعاكس. هذا يعني أن معدل التدفق لا يتأثر بفرق الجهد السلبي.

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