ΦΥΣΙΚΗ Β’ ΕΠΑ.Λ. 2012-2013 - ΚΕΦ. 3ο:«Δυνάμεις μεταξύ Ηλεκτρικών Φορτίων» - 3.3 Ηλεκτρική Δυναμική Ενέργεια και 3.4 Δυναμικό & Διαφορά Δυναμικού

Άσκηση Συμπλήρωσης Κενών από την Κωνσταντίνα Πάσχου

Συμπληρώστε τα κενά και πατήστε το κουμπί "Έλεγχος" που βρίσκεται στο τέλος.
   άπειρη      άπειρο      ένταση      έργου      αρνητική      δυναμική      δυναμικής      δυναμικό      δύναμη      δύναμης      ελαττώθηκε      ελαττώνεται      ενέργεια      ενέργειας      θετική      μέτρο      μονόμετρο      παράγει ή καταναλώνει      πεδίου      φορτίο q      +4 Joule      10Volt      14Volt      4Volt      Coulomb      E      Joule      l      Newton      q      Volt      W   
Υπάρχουν δύο τρόποι για να περιγράψουμε ένα ηλεκτρικό πεδίο:
α. Με την E του πεδίου (διανυσματικό φυσικό μέγεθος), η οποία σε κάθε σημείο του πεδίου μας δίνει πληροφορίες για την ηλεκτρική που ασκεί το πεδίο σε ένα υπόθεμα (π.χ. ένα δοκιμαστικό φορτίο q).
β. Με το V του πεδίου (μονόμετρο φυσικό μέγεθος), το οποίο σε κάθε σημείο του πεδίου μας πληροφορεί για την ηλεκτρική που έχει ένα υπόθεμα (π.χ. ένα δοκιμαστικό φορτίο q).

Μονάδα μέτρησης της έντασης στο S.I. είναι το 1 Ν/C (/) αλλά χρησιμοποιείται και η μονάδα 1V/m (/).
Μονάδα μέτρησης του δυναμικού στο S.I. είναι το 1V (Volt) που είναι ίσο με 1J/C (/).

Ηλεκτρική Δυναμική Ενέργεια U ενός συστήματος δύο φορτίων είναι το έργο W που η ηλεκτρική δύναμη που ασκείται μεταξύ τους όταν μετακινούνται από απόσταση r σε απόσταση μεταξύ τους: U = Wr -> ∞
Η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια είναι φυσικό μέγεθος και στην περίπτωση δύο φορτίων Q και q έχει μέτρο:
3.3_U_el_dynamic_energy.JPG
Όπως φαίνεται από τον τύπο αυτό, σε ελκτικές δυνάμεις έχουμε δυναμική ενέργεια και σε απωστικές έχουμε δυναμική ενέργεια.

Αν αφήσουμε ελεύθερο ένα φορτίο q να κινηθεί μέσα σε ηλεκτρικό πεδίο, τότε το φορτίο q κινείται με την επίδραση του πεδίου έτσι ώστε η δυναμική του ενέργεια να .

Δυναμικό ενός σημείου Α που βρίσκεται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο ονομάζεται το φυσικό μέγεθος που ισούται με το πηλίκο του που παράγει ή καταναλώνει η ηλεκτρική του πεδίου κατά τη μετακίνηση του φορτίου q από το σημείο Α στο , προς το φορτίο .
3.3_V_el_dynamico.JPG


Το δυναμικό ενός σημείου Α είναι επίσης το πηλίκο της ηλεκτρικής που έχει το φορτίο q στο σημείο αυτό του πεδίου προς το φορτίο .
3.3_V_el_dynamico_2.JPG


Το δυναμικό σε σημείο Α ηλεκτρικού πεδίου που οφείλεται σε φορτίο-πηγή Q υπολογίζεται από τον τύπο:
3.3_V_el_dynamico_AB_1.JPG


Δίνεται η απόδειξη του προηγούμενου τύπου:
3.3_V_el_dynamico_AB_apodiksi.JPG


Η διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων Α και Β ηλεκτρικού πεδίου ισούται με το πηλίκο του της του ηλεκτρικού κατά τη μεταφορά δοκιμαστικού φορτίου q από τη θέση Α στη θέση Β, προς το .
3.3_V_el_tasi.JPG

Έστω ότι δύο σημεία Α και Β του ηλεκτρικού πεδίου, έχουν δυναμικά VA=+14Volt και VB = +10Volt. Η διαφορά δυναμικού μεταξύ των δύο σημείων είναι:
VAB =VA - VB = - =
Αυτό σημαίνει ότι, κατά τη μετακίνηση θετικού δοκιμαστικού φορτίου ενός Coulomb από τη θέση Α στη θέση Β, το έργο της δύναμης του πεδίου είναι και η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια του δοκιμαστικού φορτίου κατά 4Joule.

Σχέση έντασης και διαφοράς δυναμικού:
Θεωρούμε το ομογενές ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται μεταξύ δύο πλακών ετερώνυμα φορτισμένων με διαφορά δυναμικού V μεταξύ τους. Ένα φορτίο q δέχεται δύναμη F και μετακινείται κατά d με την επίδραση αυτής της δύναμης.
Το έργο που παράγει η δύναμη F είναι W = F*l = **l.
Η διαφορά δυναμικού σύμφωνα με τον ορισμό είναι: V = / = Ε*q*l/q = *
3.5_Pyknotis.JPG