7.S: Uwezo wa Umeme (Muhtasari)

Masharti muhimu

dipole ya umeme	mfumo wa mashtaka mbili sawa lakini kinyume umbali fasta mbali
wakati wa umeme wa dipole	kiasi hufafanuliwa kama\(\displaystyle \{vec{p}=q\vec{d}\) kwa dipoles wote, ambapo pointi vector kutoka hasi kwa malipo chanya
uwezo wa umeme	uwezo wa nishati kwa malipo ya kitengo
tofauti ya uwezo wa umeme	mabadiliko katika nishati ya uwezo wa malipo q wakiongozwa kati ya pointi mbili, kugawanywa na malipo.
uwezo wa umeme wa nishati	uwezo wa nishati kuhifadhiwa katika mfumo wa vitu kushtakiwa kutokana na mashtaka
elektroni-volt	nishati aliyopewa malipo ya msingi kasi kwa njia ya tofauti uwezo wa volt moja
precipitators ya umeme	filters kwamba kuomba mashtaka kwa chembe katika hewa, kisha kuvutia mashtaka hayo kwa chujio, kuondoa yao kutoka airstream
mstari equipotential	uwakilishi wa pande mbili za uso wa equipotential
equipotential uso	uso (kwa kawaida katika vipimo tatu) ambayo pointi zote ni katika uwezo huo
kutuliza	mchakato wa kuunganisha conductor duniani ili kuhakikisha kuwa hakuna tofauti kati yake na Dunia
wino jet printer	matone madogo ya wino yaliyochapwa na malipo ya umeme yanadhibitiwa na sahani za umeme ili kuunda picha kwenye karatasi
photoconductor	Dutu kwamba ni insulator mpaka ni wazi kwa mwanga, wakati inakuwa conductor
Jenereta ya Van de Graaff	mashine ambayo inazalisha kiasi kikubwa cha malipo ya ziada, kutumika kwa ajili ya majaribio na voltage high
voltage	mabadiliko katika nishati ya uwezo wa malipo iliyohamishwa kutoka hatua moja hadi nyingine, imegawanywa na malipo; vitengo vya tofauti tofauti ni joules kwa coulomb, inayojulikana kama volt
xerography	mchakato wa kuiga kavu kulingana na electrostatics

Mlinganyo muhimu

Nishati ya uwezo wa mfumo wa malipo mawili	\(\displaystyle U(r)=k\frac{qQ}{r}\)
Kazi iliyofanywa ili kukusanyika mfumo wa mashtaka	\(\displaystyle W_{12⋯N}=\frac{k}{2}\sum_i^N\sum_j^N\frac{q_iq_j}{r_{ij}}\)kwa\(\displaystyle i≠j\)
Tofauti ya uwezo	\(\displaystyle ΔV=\frac{ΔU}{q}\)au\(\displaystyle ΔU=qΔV\)
Uwezo wa umeme	\(\displaystyle V=\frac{U}{q}=−∫^P_R\vec{E}⋅\vec{dl}\)
Tofauti tofauti kati ya pointi mbili	\(\displaystyle ΔV_{AB}=V_B−V_A=−∫^B_A\vec{E}⋅\vec{dl}\)
Uwezo wa umeme wa malipo ya uhakika	\(\displaystyle V=\frac{kq}{r}\)
Uwezo wa umeme wa mfumo wa mashtaka ya uhakika	\(\displaystyle V_P=k\sum_1^N\frac{q_i}{r_i}\)
Muda wa umeme wa dipole	\(\displaystyle \vec{p}=q\vec{d}\)
Uwezo wa umeme kutokana na dipole	\(\displaystyle V_P=k\frac{\vec{p}⋅\hat{r}}{r^2}\)
Uwezo wa umeme wa usambazaji wa malipo ya kuendelea	\(\displaystyle V_P=k∫\frac{dq}{r}\)
Sehemu za shamba za umeme	\(\displaystyle E_x=−\frac{∂V}{∂x},E_y=−\frac{∂V}{∂y},E_z=−\frac{∂V}{∂z}\)
Del operator katika kuratibu Cartesian	\(\displaystyle \vec{∇}=\hat{i}\frac{∂}{∂x}+\hat{j}\frac{∂}{∂y}+\hat{k}\frac{∂}{∂z}\)
Umeme shamba kama gradient ya uwezo	\(\displaystyle \vec{E}=−\vec{∇}V\)
Del operator katika kuratibu silinda	\(\displaystyle \vec{∇}=\hat{r}\frac{∂}{∂r}+\hat{φ}\frac{1}{r}\frac{∂}{∂φ}+\hat{z}\frac{∂}{∂z}\)
Del operator katika kuratibu spherical	\(\displaystyle \vec{∇}=\hat{r}\frac{∂}{∂r}+\hat{θ}\frac{1}{r}\frac{∂}{∂θ}+\hat{φ}\frac{1}{rsinθ}\frac{∂}{∂φ}\)

Muhtasari

7.2 Nishati ya uwezo wa umeme

• Kazi iliyofanywa ili kuhamisha malipo kutoka hatua A hadi B katika uwanja wa umeme ni njia ya kujitegemea, na kazi karibu na njia iliyofungwa ni sifuri. Kwa hiyo, uwanja wa umeme na nguvu za umeme ni kihafidhina.
• Tunaweza kufafanua nishati ya uwezo wa umeme, ambayo kati ya mashtaka ya uhakika ni\(\displaystyle U(r)=k\frac{qQ}{r}\), na kumbukumbu ya sifuri kuchukuliwa kuwa katika infinity.
• Kanuni ya superposition inashikilia nishati ya uwezo wa umeme; nishati ya uwezo wa mfumo wa mashtaka mengi ni jumla ya nguvu za uwezo wa jozi za mtu binafsi.

7.3 Uwezo wa Umeme na Tofauti ya uwezo

• Uwezo wa umeme ni uwezo wa nishati kwa malipo ya kitengo.
• Tofauti tofauti kati ya pointi A na B,\(\displaystyle V_B−V_A\) yaani, mabadiliko katika uwezo wa malipo q wakiongozwa kutoka A hadi B, ni sawa na mabadiliko katika nishati inayoweza kugawanywa na malipo.
• Tofauti ya uwezo ni kawaida inayoitwa voltage, iliyowakilishwa na ishara\(\displaystyle ΔV\):

\(\displaystyle ΔV=\frac{ΔU}{q}\)au\(\displaystyle ΔU=qΔV.\)

• Electron-volt ni nishati iliyotolewa kwa malipo ya msingi yaliyoharakishwa kupitia tofauti tofauti ya 1 V. katika fomu ya equation,

\(\displaystyle 1eV=(1.60×10^{−19}C)(1V)=(1.60×10^{−19}C)(1J/C)=1.60×10^{−19}J\)..

7.4 Mahesabu ya uwezo wa Umeme

• Uwezo wa umeme ni scalar ambapo uwanja wa umeme ni vector.
• Kuongezea kwa voltages kama namba hutoa voltage kutokana na mchanganyiko wa mashtaka ya uhakika, kuruhusu sisi kutumia kanuni ya superposition:\ (\ displaystyle v_p=K\ Sum_1 ^ n\ frac {q_i} {r_i} |).
• Dipole ya umeme ina mashtaka mawili sawa na kinyume umbali wa kudumu mbali, na wakati wa dipole\(\displaystyle \vec{p}=q\vec{d}\).
• Mgawanyo wa malipo unaoendelea unaweza kuhesabiwa na\(\displaystyle V_P=k∫\frac{dq}{r}\).

7.5 Kuamua Shamba kutoka kwa Uwezo

• Kama vile tunaweza kuunganisha juu ya uwanja wa umeme ili kuhesabu uwezo, tunaweza kuchukua derivative ya uwezo wa kuhesabu shamba umeme.
• Hii inaweza kufanyika kwa vipengele vya mtu binafsi vya uwanja wa umeme, au tunaweza kuhesabu vector nzima ya shamba la umeme na operator wa gradient.

7.6 Nyuso za Equipotential na

• Uso wa equipotential ni mkusanyiko wa pointi katika nafasi ambazo zote zina uwezo sawa. Mstari wa Equipotential ni uwakilishi wa pande mbili za nyuso za equip
• Nyuso za Equipotential daima hupatikana kwa mistari ya shamba la umeme.
• Waendeshaji katika usawa wa tuli ni nyuso za equipotential
• Topographic ramani inaweza kuwa mawazo ya kama kuonyesha mvuto equipotential mistari.

7.7 Matumizi ya Electrostatics

• Electrostatics ni utafiti wa mashamba ya umeme katika usawa wa tuli.
• Mbali na utafiti kwa kutumia vifaa kama vile jenereta ya Van de Graaff, matumizi mengi ya vitendo ya umeme yanapo, ikiwa ni pamoja na fotocopiers, printers laser, printers jet wino, na filters hewa electrostatic.

Wachangiaji na Majina

Template:ContribOpenStaxUni