Similar presentations:
פוטנציאל חשמלי (2)
1.
:)עבודה של כוח אלקטרוסטאטי (כוח משמרA
xf
-W = ΔU = Uf – Ui = F ( x)dx
xi
B
f
f
U F ds q0 E ds
i
U
V .
q0
i
U
V
E ds.
q0
A
B
:פוטנציאל חשמלי
2.
הפרש הפוטנציאלים בשדה חשמלי אחידB
V E ds Ed .
A
VB < V A
כיוון של קווי שדה חשמלי הוא תמיד לכיוון של פוטנציאל חשמלי
נמוך.
אם מעבירים מטען בוחן מנק' Aלנק' :B
U = q0 V = -q0Ed
מערכת המכילה מטען חיובי וקווי שדה חשמלי מאבדת אנרגיה
פוטנציאלית כאשר המטען נע בכיוון השדה.
כלומר שדה חשמלי מבצע עבודה על המטען החיובי כאשר הוא נע
בכיוון השדה.
3.
כאשר המטען נע לא מקביל לקווי השדה החשמלי:B
B
A
A
V E ds E ds E s,
U = q0 V = -q0E s.
מכאן ,לכל הנקודות במישור הניצב לשדה
חשמלי אחיד יש פוטנציאל חשמלי זהה.
VB – VA = VC – VA.
משטחים אקווי-פוטנציאליים (שווי פוטנציאל):
מהלך ;WI = 0 (ΔV = 0) :I
מהלך ;WII = 0 (ΔV = 0) :II
מהלך ;WIII = qΔV = q(V2 – V1) :III
מהלך .WIV = qΔV = (V2 – V1) :IV
4.
דוגמא :סוללה יוצרת הפרש הפוטנציאלים ביןהמוליכים המחוברים לקצוות שלה .כאן הסוללה
שיוצרת הפרש הפוטנציאלים של 12 Vמחוברת בין
שני לוחות מקבילות שמרווח ביניהם .d = 0.3 cm
חשב את גודל השדה החשמלי בין הלוחות בהנחה
שהוא אחיד.
דוגמא :פרוטון משוחרר ממצב מנוחה בשדה חשמלי
אחיד של .8 104 V/mהפרוטון נע 0.5מ' בכיוון .E
(א) חשבו את הפרש הפוטנציאלים בין הנק' Aו;B -
(ב) חשבו את השינוי באנרגיה פוטנציאלית של
המערכת עבור העתקת הפרוטון הנ''ל;
(ג) חשבו את מהירות הפרוטון אחרי ההעתקה הנ''ל.
5.
חישוב של שדה חשמלי בעזרת הפוטנציאלdV = -E ds
A
Es
V
s
B
V
V+dV
E
V ˆ V ˆ V ˆ
i
j
k
x
y
z
6.
פוטנציאל חשמלי הנוצר ע''י מטען נקודתיq
E ke 2 rˆ ,
r
q
V ke .
r
O
7.
by each charge at point P.q3
נקודתיים
מטענים
חשמלי
פוטנציאל
ע''qי 1מספר 1 q1
1הנוצר 2
V
, V
, V
4 o r3
qi
V ke ,
i ri
3
4 o r2
2
4 o r1
1
q1
2. We add the three terms:
V V1 V2 V3
r1
V V1 V2 V3
q1
1 q2
1 q3
4 o r1 4 o r2 4 o r3
q1q2 q1q3 q2 q3
U ke
.
r13
r23
r12
דוגמא :מטען q1 = 2 Cממוקם בראשית הצירים
ומטען q2 = -6.00 Cנמצא בנק' ).(0, 3.0 m
(א) חשבו את הפוטנציאל החשמלי הנוצר ע''י
המטענים בנק' ;P
(ב) חשבו את השינוי באנרגיה פוטנציאלית של
המערכת של שני המטענים ומטען q3 = 3.00 C
כאשר q3נע מאינסוף לנק' .P
1
V
r2
P
q2
r3
q3
8.
פוטנציאל חשמלי הנוצר ע''י התפלגות מטען רציפה .1מחלקים את ההתפלגות לאלמנטי מטען :dq
עבור התפלגות נפחית ;dq = ρdV
עבור התפלגות שטחית ;dq = σdA
עבור התפלגות קווית .dq = λdx
.2מחשבים את התרומה של כל אחד מאלמנטי מטען:
dq
dV ke
,
r
.3מסכמים על כל התרומות:
dq
V ke .
r
9.
פוטנציאל חשמלי הנוצר ע''י מוט טעון10.
פוטנציאל חשמלי הנוצר ע''י טבעת ודיסקה טעונותdV
dq
dq
V ke
ke
.
2
2
r
x a
V
ke
x2 a2
dq
keQ
a
V ke
x2 a2
.
0
ke dq
r 2 x2
r x
ke 2 rdr
r 2 x2
a
2rdr
2
ke r x
2
2
0
V = 2 ke [(x2 + a2)1/2 – x]
,
2 1/ 2
2rdr.
11.
פוטנציאל חשמלי הנוצר ע''י כדור מבודד טעוןQ
VB ke . (for r R )
r
Q
VC ke . (for r R )
R
keQ
r2
VD
3 2 . (for r R)
2R
R
12.
פוטנציאל חשמלי הנוצר ע''י מוליך טעוןconductor
B
VB VA E ds 0.
path
A
מוליך הוא תמיד משטח אקווי-פוטנציאלי :פוטנציאל חשמלי
בתוכו הוא קבוע.
לא דרושה עבודה כדי להביא את המטען מתוך המוליך אל פניו.
מוליך בשדה חשמלי חיצוני:
ˆn
o
Eout
B
E 0
A
13.
פוטנציאל חשמלי הנוצר ע''י כדור מוליך טעון14.
פוטנציאל של עד 60 kVיכול להיווצר על בגד הילד ביוםיבש :פריקה תוך יצירת ניצוץ חזק תתרחש אם הוא יגע
בגוף מוליך.