140 likes | 470 Views
POTENCJAŁ ELEKTRYCZNY. Elektryczna energia potencjalna. Jeżeli siła elektrostatyczna działa w jakimś układzie cząstek, między dwiema lub większą liczbą cząstek naładowanych, to układowi można przypisać elektryczną energię potencjalną E p .
E N D
Elektryczna energia potencjalna • Jeżeli siła elektrostatyczna działa w jakimś układzie cząstek, między dwiema lub większą liczbą cząstek naładowanych, to układowi można przypisać elektryczną energię potencjalną Ep. • Jeśli układ zmienia swoją konfigurację ze stanu początkowego do innego stanu końcowego, to siła elektrostatyczna wykonuje pracę W nad cząsteczkami. • Zmiana energii potencjalnej Ep układu:
Potencjał elektryczny • Energia potencjalna cząstki naładowanej w polu elektrycznym zależy od wartości ładunku cząstki. • Jednak energia potencjalna przypadająca na jednostkowy ładunek w dowolnym punkcie pola elektrycznego – potencjał elektryczny V - ma wartość niezależną od ładunku w tej części.
P q0 K Potencjał elektryczny a natężenie pola
P q0 K Potencjał elektryczny a natężenie pola
Potencjał pola ładunku punktowego • Potencjał pola układu ładunków • Potencjał pola dipola elektrycznego • Potencjał pola ładunku o rozkładzie ciągłym
Natężenie pola a potencjał elektryczny • Gdy pole elektryczne jest jednorodne
Pojemność elektryczna - kondensatory • Kondensatory służą (służyły) do magazynowania energii w postaci energii potencjalnej w polu elektrycznym (np.. W lampie błyskowej). • Obecnie kondensatory pełnią ważną rolę w układach służących do dostrajania nadawczej i odbiorczej aparatury radiowej i telewizyjnej. • Mikroskopijne kondensatory pełnią rolę pamięci (ważna jest informacja binarna [0,1] a nie ilość zmagazynowanej energii).
Pojemność kondensatora [farad 1f = 1 C/V] • Pojemność kondensatora płaskiego
+q2 +q1 +q3 +q +q U U U U U U U U -q2 -q1 -q3 -q -q C1 C2 C3 Crw Crw + + + + - - - - +q U1 -q C1 +q U U2 -q C2 +q U3 -q C3 • Kondensatory połączone równolegle • Kondensatory połączone szeregowo
Energia zmagazynowana w polu elektrycznym (defibrylator medyczny) • Praca wykonana przy ładowaniu kondensatora zostaje zmagazynowana w postaci elektrycznej energii potencjalnej Ep.
Defibrylator medyczny • Kondensator o pojemności 70 F naładowany jest do 5000V. • Energia zmagazynowana w kondensatorze: • Około 200 J tej energii jest przekazywane człowiekowi podczas impulsu trwającego 2 ms. • Moc impulsu wynosi:
Kondensatory z dielektrykiem • Dielektryk, izolator elektryczny – materiał, w którym bardzo słabo przewodzony jest prąd elektryczny. • W obszarze wypełnionym całkowicie materiałem dielektrycznym w względnej przenikalności dielektrycznej r wszystkie równania elektrostatyki, zawierające przenikalność elektryczną próżni 0 należy zmodyfikować, zastępując 0 przez r 0. r