7: Uwezo wa Umeme
- Page ID
- 176642
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
Katika sura hii, tunachunguza uhusiano kati ya voltage na nishati ya umeme, na kuanza kuchunguza baadhi ya matumizi mengi ya umeme.
- 7.1: Utangulizi wa uwezo wa Umeme
- Maneno mawili yanayotumika kwa kawaida kuelezea umeme ni nishati yake na voltage, ambayo tunaonyesha katika sura hii ni moja kwa moja kuhusiana na nishati uwezo katika mfumo. Tunajua, kwa mfano, kwamba kiasi kikubwa cha nishati ya umeme inaweza kuhifadhiwa katika betri, hupitishwa nchi ya msalaba kupitia mikondo kupitia mistari ya nguvu, na inaweza kuruka kutoka mawingu ili kulipuka sampuli ya miti. Kwa namna hiyo, katika ngazi ya Masi, ions huvuka membrane za seli na habari za uhamisho.
- 7.2: Nishati ya uwezo wa umeme
- Wakati malipo ya bure ya bure yanaharakishwa na uwanja wa umeme, hutolewa nishati ya kinetic (Kielelezo). Mchakato huo ni sawa na kitu kinachoharakishwa na uwanja wa mvuto, kama kwamba malipo yalikuwa yakishuka kilima cha umeme ambapo nishati yake ya uwezo wa umeme inabadilishwa kuwa nishati ya kinetic, ingawa bila shaka vyanzo vya nguvu ni tofauti sana.
- 7.3: Uwezo wa Umeme na Tofauti ya uwezo
- Uwezo wa umeme ni uwezo wa nishati kwa malipo ya kitengo. Tofauti ya uwezo kati ya pointi A na B, VB-VA, yaani, mabadiliko katika uwezo wa malipo q kuhamishwa kutoka A hadi B, ni sawa na mabadiliko katika nishati inayoweza kugawanywa na malipo. Tofauti ya uwezo ni kawaida inayoitwa voltage, iliyowakilishwa na ishara ΔV.
- 7.4: Mahesabu ya Uwezo wa Umeme
- Madai ya uhakika, kama vile elektroni, ni miongoni mwa vitalu vya msingi vya jengo. Zaidi ya hayo, mgawanyo wa malipo ya spherical (kama vile malipo kwenye nyanja ya chuma) huunda mashamba ya nje ya umeme hasa kama malipo ya uhakika. Uwezo wa umeme kutokana na malipo ya uhakika ni, kwa hiyo, kesi tunayohitaji kuzingatia.
- 7.5: Kuamua Shamba kutoka kwa Uwezo
- Katika mifumo fulani, tunaweza kuhesabu uwezo kwa kuunganisha juu ya uwanja wa umeme. Kama unavyoweza kushutumu, hii ina maana kwamba tunaweza kuhesabu uwanja wa umeme kwa kuchukua derivatives ya uwezo, ingawa kwenda kutoka scalar hadi kiasi cha vector huanzisha wrinkles baadhi ya kuvutia. Mara nyingi tunahitaji E kuhesabu nguvu katika mfumo; kwa kuwa mara nyingi ni rahisi kuhesabu uwezo wa moja kwa moja, kuna mifumo ambayo ni muhimu kuhesabu V na kisha hupata E.
- 7.6: Nyuso za Equipotential na
- Tunaweza kuwakilisha uwezo wa umeme pictorially, kama sisi kuteka picha kuonyesha mashamba ya umeme. Hii haishangazi, kwa kuwa dhana mbili zinahusiana. Tunatumia mishale kuwakilisha ukubwa na mwelekeo wa uwanja wa umeme, na tunatumia mistari ya kijani kuwakilisha maeneo ambapo uwezo wa umeme ni mara kwa mara. Hizi huitwa nyuso za equipotential katika vipimo vitatu, au mistari ya equipotential katika vipimo viwili
- 7.7: Matumizi ya Electrostatics
- Utafiti wa electrostatics umeonyesha kuwa muhimu katika maeneo mengi. Moduli hii inashughulikia chache tu ya matumizi mengi ya electrostatics.