Diferencia de potencial
Se sabe que un cuerpo puede calentarse más y otro menos. El grado de calentamiento del cuerpo se denomina temperatura. Del mismo modo, un cuerpo puede ser electrificado más que otro. El grado de electrificación del cuerpo caracteriza una cantidad llamada potencial eléctrico o simplemente potencial del cuerpo.
¿Qué significa electrificar un cuerpo? Significa informarle carga eléctrica, es decir, agregue un cierto número de electrones, si cargamos el cuerpo negativamente, o si lo eliminamos, si cargamos el cuerpo positivamente. En cualquier caso, el cuerpo tendrá un cierto grado de electrificación, es decir, uno u otro potencial, y el cuerpo que está cargado positivamente tendrá un potencial positivo, y el cuerpo que está cargado negativamente tendrá un potencial negativo.
La diferencia en los niveles de cargas eléctricas. dos cuerpos llamados llamados diferencia de potencial eléctrico o simplemente diferencia de potencial.
Debe tenerse en cuenta que si dos cuerpos idénticos son acusados de cargos similares, pero uno es más grande que el otro, también habrá una diferencia potencial entre ellos.
Además, existe una diferencia potencial entre dos de estos cuerpos, uno de los cuales está cargado y el otro no tiene cargo. Por ejemplo, si un cuerpo aislado de la tierra tiene un cierto potencial, entonces la diferencia de potencial entre él y la tierra (cuyo potencial se considera igual a cero) es numéricamente igual al potencial de este cuerpo.
Entonces, si dos cuerpos están cargados de tal manera que sus potenciales no son los mismos, inevitablemente hay una diferencia potencial entre ellos.
Todos saben el fenómeno de la electrificación. peinar su cabello contra el cabello no es más que la creación de una diferencia potencial entre un peine y el cabello de una persona.
De hecho, al frotar un cepillo para el cabello en un cabello, algunos electrones pasan al peine, cargando negativamente, mientras que el cabello, al perder algunos electrones, se carga en la misma medida que el peine, pero de manera positiva. La diferencia de potencial creada de esta manera se puede reducir a cero tocando el peine con el cabello. Esta transición inversa de los electrones se detecta fácilmente por el oído si el peine electrificado se acerca al oído. Un crujido característico indicará que se está produciendo una descarga.
Hablando anteriormente sobre la diferencia potencial, teníamos en mente dos cuerpos cargados, sin embargo la diferencia de potencial se puede obtener entre diferentes partes (puntos) del mismo cuerpo.
Entonces, por ejemplo, considera lo que sucede si, bajo la acción de alguna fuerza externa, logramos mover los electrones libres en el cable a un extremo. Obviamente, en el otro extremo del cable, habrá una falta de electrones, y entonces surgirá una diferencia de potencial entre los extremos del cable.
Tan pronto como detengamos la acción de una fuerza externa, los electrones inmediatamente, debido a la atracción de cargas opuestas, se precipitarán hacia el extremo del cable, que está cargado positivamente, es decir, al lugar donde faltan, y volverá el equilibrio eléctrico.
Fuerza electromotriz y voltaje.
D para mantener una corriente eléctrica en un conductor, se necesita algún tipo de fuente de energía externa, que en todo momento apoyaría la diferencia de potencial en los extremos de este conductor.
Estas fuentes de energía son las llamadas fuentes de corriente eléctricaposeer un cierto fuerza electromotriz, que crea un largo tiempo y mantiene la diferencia de potencial en los extremos del conductor.
La fuerza electromotriz (abreviada como EMF) se denota con la letra E. La unidad de medida de EMF es el voltio. En nuestro país, el voltio se abrevia a la letra "B", y en la designación internacional, la letra "V".
Por lo tanto, para obtener un flujo continuo, se necesita una fuerza electromotriz, es decir, se necesita una fuente de corriente eléctrica.
La primera fuente de corriente fue el llamado "polo voltaico", que consistía en una serie de círculos de cobre y zinc, colocados con cuero sumergido en agua acidificada. Por lo tanto, uno de los métodos para obtener una fuerza electromotriz es la interacción química de ciertas sustancias, como resultado de lo cual la energía química se convierte en energía eléctrica. Las fuentes actuales en las que se crea una fuerza electromotriz de esta manera se llaman fuentes de corriente química.
Actualmente, las fuentes de corriente química - celdas galvánicas y baterías - son ampliamente utilizados en ingeniería eléctrica y de energía.
Otra fuente importante de corriente, ampliamente utilizada en todas las áreas de la ingeniería eléctrica y la energía eléctrica, son los generadores.
Los generadores se instalan en estaciones eléctricas y sirven como la única fuente de corriente para el suministro de electricidad a empresas industriales, iluminación eléctrica de ciudades, ferrocarriles eléctricos, tranvías, metros, trolebuses, etc.
Al igual que las fuentes químicas de corriente eléctrica (células y baterías) y los generadores, la acción de una fuerza electromotriz es exactamente la misma. Se basa en el hecho de que la fem crea una diferencia de potencial en los terminales de la fuente actual y la mantiene durante mucho tiempo.
Estas pinzas se denominan polos de fuente de corriente. Un polo de la fuente de corriente siempre está experimentando una escasez de electrones y, por lo tanto, tiene una carga positiva, el otro polo está experimentando un exceso de electrones y, por lo tanto, tiene una carga negativa.
En consecuencia, un polo de la fuente de corriente se llama positivo (+), el otro - negativo (-).
Las fuentes de corriente se utilizan para suministrar diversos dispositivos con corriente eléctrica. Los consumidores actuales con la ayuda de conductores están conectados a los polos de la fuente de corriente, formando un circuito eléctrico cerrado. La diferencia de potencial que se establece entre los polos de la fuente de corriente con un circuito eléctrico cerrado se llama voltaje y se denota con la letra U.
La unidad de medida de voltaje, así como el EMF, es el voltio.
Si, por ejemplo, necesita anotar que el voltaje de la fuente de corriente es de 12 voltios, escriba: U - 12 V.
Para medir o voltaje se usa un dispositivo llamado voltímetro.
Para medir el EMF o el voltaje de la fuente de corriente, es necesario conectar un voltímetro directamente a sus polos. En este caso, si está abierto, el voltímetro mostrará la fem de la fuente de corriente. Si cierra el circuito, el voltímetro no muestra la fem, y la tensión en los terminales de la fuente de corriente.
El EMF desarrollado por la fuente de corriente es siempre mayor que el voltaje en sus terminales.
El campo electrostático tiene energía. Si una carga eléctrica está en un campo electrostático, el campo, actuando sobre ella con algo de fuerza, la moverá, haciendo trabajo. Cualquier trabajo está relacionado con el cambio de algún tipo de energía. El trabajo del campo electrostático sobre el movimiento de carga generalmente se expresa en términos de una cantidad llamada diferencia de potencial.
donde q es la cantidad del cargo a trasladar,
j 1 y j 2 son los potenciales de los puntos de inicio y final del camino.
Por brevedad, vamos a denotar más adelante. V es la diferencia de potencial.
V = A / q. LA DIFERENCIA DE POTENCIALES ENTRE LOS PUNTOS ELECTROSTÁTICOS DE CAMPO ES EL TRABAJO QUE HACEN LAS FUERZAS ELÉCTRICAS A TRAVÉS DEL MOVIMIENTO ENTRE EL CARGO EN UN PENDIENTE .
[V] = V. 1 voltio es la diferencia de potencial entre los puntos, moviéndose entre los cuales la carga en 1 pendiente, las fuerzas electrostáticas hacen el trabajo en 1 julios.
La diferencia de potencial entre los cuerpos se mide con un electrómetro, para el cual uno de los cuerpos está conectado con conductores al cuerpo de un electrómetro, y el otro con una flecha. En los circuitos eléctricos, la diferencia de potencial entre los puntos del circuito se mide con un voltímetro.
Con la distancia de la carga, el campo electrostático se debilita. En consecuencia, la energía característica del campo - el potencial tiende a cero. En física, el potencial de un punto infinitamente distante se toma como cero. En ingeniería eléctrica, creen que la superficie de la Tierra tiene potencial cero.
Si la carga se mueve desde este punto hasta el infinito, entonces
A = q (j - O) = qj =\u003e j = A / q, es decir, EL POTENCIAL DE UN PUNTO ES UN TRABAJO QUE SE DEBE EJECUTAR POR FUERZAS ELÉCTRICAS MOVIENDO UN CARGO EN UN PENDIENTE DE ESTE PUNTO A LA INFINIDAD .
Supongamos que en un campo electrostático uniforme con una intensidad E, la carga positiva q se mueve a lo largo de la dirección del vector de intensidad una distancia d. El trabajo de campo sobre el movimiento de la carga se puede encontrar a través de la intensidad de campo y la diferencia de potencial. Obviamente, con cualquier método de cálculo del trabajo, se obtiene el mismo valor.
A = Fd = Eqd = qV. =\u003e
Esta fórmula conecta las características de potencia y energía del campo. Además, nos da una unidad de tensión.
[E] = V / m. 1 V / m es la intensidad de un campo electrostático tan uniforme, cuyo potencial cambia en 1 V cuando se mueve en la dirección del vector de intensidad en 1 m.
LA LEY DE OMA PARA LA SECCION DE LA CADENA.
El aumento de la diferencia de potencial en los extremos del conductor provoca un aumento de la corriente en él. Ohm probó experimentalmente que la corriente en un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial a través de él.
Cuando se encienden diferentes consumidores en el mismo circuito eléctrico, la intensidad de corriente en ellos es diferente. Significa que diferentes consumidores de diferentes maneras evitan que la corriente eléctrica pase a través de ellos. TAMAÑO FÍSICO, LA HABILIDAD CARACTERÍSTICA DEL CONDUCTOR PARA HABILITAR LA CORRIENTE ELÉCTRICA PARA EL PASAJE HAY CORRIENTE ELÉCTRICA, RESISTENCIA ELÉCTRICA LLAMADA . La resistencia de un conductor dado es un valor constante a una temperatura constante. Con el aumento de la temperatura, la resistencia de los metales aumenta, los líquidos disminuyen. [R] = ohm. 1 Ohm es la resistencia de un conductor de este tipo a través del cual fluye una corriente de 1 A con una diferencia de potencial en sus extremos 1B. Los conductores metálicos más utilizados. Los portadores en ellos son electrones libres. Cuando se mueven a lo largo de un conductor, interactúan con los iones positivos de la red cristalina, dándoles algo de su energía y perdiendo velocidad. Para obtener la resistencia deseada utilizando el almacén de resistencia. El taller de resistencia es un conjunto de espirales de alambre con resistencias conocidas que se pueden incluir en el circuito en la combinación deseada.
Ohm estableció experimentalmente que EL PODER ACTUAL EN UNA SECCIÓN DE CADENA UNIFORME ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL DE LA DIFERENCIA DE POTENCIALES AL FINAL DE ESTE SITIO Y VUELTA PROPORCIONAL A LA RESISTENCIA DE ESTE SITIO.
Una sección homogénea del circuito se llama la sección donde no hay fuentes de corriente. La ley de Ohm para una sección homogénea del circuito, la base de todos los cálculos de ingeniería eléctrica.
Incluyendo conductores de diferentes longitudes, diferentes secciones transversales, hechos de diferentes materiales, se encontró: LA RESISTENCIA DEL CONDUCTOR ES DIRECTAMENTE PROPORTACIONAL A LA LONGITUD DEL CONDUCTOR Y REVERSA PROPORCIONALMENTE EL ÁREA DE SU SECCIÓN TRANSVERSAL. LA RESISTENCIA DE CUBA CON UN FIN EN 1 METRO HECHO DE ALGUNA SUSTANCIA, SI LA CORRIENTE VIENE DE UN FRENTE OPUESTO, SE LLAMA CON RESISTENCIA ESPECÍFICA DE ESTA SUSTANCIA . [r] = Ohm m. También se usa una unidad de resistividad no específica del sistema - una resistencia de conductor con un área de sección transversal de 1 mm 2 y una longitud de 1 m. [r] = Ohm mm mm 2 / m.
La resistividad de una sustancia es un valor tabular. La resistencia del conductor es proporcional a su resistividad.
La acción de los deslizadores y resistencias escalonadas se basa en la dependencia de la resistencia del conductor en su longitud. El reostato deslizante es un cilindro de cerámica con una bobina de níquel-níquel. El reóstato está conectado al circuito por medio de un control deslizante que incluye una longitud mayor o menor del devanado en el circuito. El cable está cubierto con una capa de escala, aislando las bobinas entre sí.
A) CONEXIÓN CONSISTENTE Y PARALELA DE CONSUMIDORES.
A menudo, varios consumidores actuales están incluidos en el circuito eléctrico. Esto se debe al hecho de que no es racional que cada consumidor tenga su propia fuente actual. Hay dos formas de encender los intercambiadores de calor: en serie y en paralelo, y sus combinaciones en forma de un compuesto mixto.
a) Conexión consistente de los consumidores.
Con una conexión en serie, los batidores forman una cadena ininterrumpida en la que los consumidores se conectan uno tras otro. Con una conexión en serie no hay ramas de cables de conexión. Considere por simplicidad una cadena de dos consumidores conectados en serie. Una carga eléctrica que haya pasado por uno de los consumidores pasará por la segunda, ya que en el conductor que conecta a los consumidores no puede haber desaparición, ocurrencia y acumulación de cargos. q = q 1 = q 2. Dividiendo la ecuación resultante por el tiempo del flujo de corriente a través del circuito, obtenemos la conexión entre la corriente que fluye a través de toda la conexión y las corrientes que fluyen a través de sus secciones.
Obviamente, el trabajo de mover una carga positiva única a través del compuesto se compone de trabajo para mover esta carga en todas sus partes. Es decir V = V 1 + V 2 (2).
La diferencia potencial total entre los consumidores conectados en serie es igual a la suma de las diferencias potenciales entre los consumidores.
Dividimos ambos lados de la ecuación (2) por la corriente en el circuito, obtenemos: U / I = V 1 / I + V 2 / I. Es decir La resistencia de toda la sección conectada en serie es igual a la suma de las resistencias de los emisores de calor de sus componentes.
B) Conexión paralela de los consumidores.
Esta es la forma más común de incluir a los consumidores. Con esta conexión, todos los consumidores están conectados a dos puntos comunes a todos los consumidores.
Con el paso de una conexión paralela, la carga eléctrica que recorre el circuito se divide en varias partes, que van a los consumidores individuales. Según la ley de conservación de carga, q = q 1 + q 2. Dividiendo esta ecuación por el tiempo que tarda en pasar una carga, obtenemos la conexión entre la corriente total que fluye a través del circuito y las corrientes que van a los consumidores individuales.
De acuerdo con la definición de la diferencia de potencial V = V 1 = V 2 (2).
De acuerdo con la ley de Ohm para una sección de un circuito, reemplazamos las fuerzas de las corrientes en la ecuación (1) por la relación entre la diferencia de potencial y la resistencia. Obtenemos: V / R = V / R 1 + V / R 2. Después de la reducción: 1 / R = 1 / R 1 + 1 / R 2,
es decir, La inversa de la resistencia de una conexión paralela es igual a la suma de la inversa de las resistencias de sus ramas individuales.
Para estudiar el campo electrostático desde un punto de vista energético, se introduce un cuerpo puntual cargado positivamente, una carga de prueba, como en el caso de considerar la intensidad. Supongamos que un campo eléctrico uniforme, moviéndose desde el punto 1 al punto 2, el cuerpo introducido en él por la carga q y en el camino l, hace el trabajo A = qEl (Fig. 62, a). Si la cantidad de carga introducida será 2q, 3q, ..., nq, entonces el campo hará el trabajo en consecuencia: 2A, 3A, ..., nА. Estas obras son diferentes en magnitud, por lo tanto, no pueden servir como una característica del campo eléctrico. Si tomamos respectivamente las proporciones de las magnitudes de estos trabajos a las magnitudes de la carga del cuerpo, resulta que estas proporciones para dos puntos (1 y 2) son constantes:
Si estudiamos de manera similar el campo eléctrico entre cualquiera de sus dos puntos, entonces concluimos que para dos puntos del campo, la relación entre el trabajo y la carga del cuerpo movido por el campo entre los puntos es constante, pero es diferente dependiendo de la distancia entre los puntos. El valor medido por esta relación se denomina diferencia de potencial entre dos puntos del campo eléctrico (indicado por φ 2 - φ 1) o la tensión U entre los puntos del campo. La cantidad escalar, que es la energía característica del campo eléctrico y medida por el trabajo realizado por él cuando se mueve un cuerpo de punto con una carga igual a +1, de un punto del campo a otro, se denomina diferencia de potencial entre dos puntos del campo o el voltaje entre estos puntos. De la definición de la diferencia potencial. 
tensión U = φ 2 - φ 1 = Δφ.
Hay un campo eléctrico alrededor de cada cuerpo cargado. Con un aumento en la distancia desde el cuerpo hasta cualquier punto del campo, la fuerza con la que actúa sobre la carga introducida en él disminuye (la ley de Coulomb) y en algún punto del espacio se vuelve casi cero. El lugar donde no se detecta la acción del campo eléctrico de un cuerpo cargado dado se llama infinitamente remoto de él
Si la bola del electroscopio se coloca en diferentes puntos del campo eléctrico de una bola cargada de una máquina de electróforo, se carga el electroscopio. Cuando la bola del electroscopio está conectada a tierra, el campo eléctrico de la máquina no afecta en absoluto al electroscopio. La diferencia de potencial entre un punto arbitrario del campo eléctrico y un punto ubicado en la superficie de la Tierra se denomina potencial de este punto de campo en relación con la Tierra. Se mide por trabajo, para cuyo cálculo es necesario conocer los puntos de inicio y final del recorrido. El punto en la superficie de la Tierra se toma como uno de estos puntos, y el trabajo de desplazamiento de la carga y, en consecuencia, el potencial de otro punto, se calcula en relación con él.
Si el campo eléctrico está formado por un cuerpo con carga positiva (Fig. 62, b), entonces él mismo mueve el cuerpo con carga positiva que lleva a la superficie de la Tierra. Los potenciales de los puntos de dicho campo se consideran positivos. Cuando el campo eléctrico está formado por un cuerpo con carga negativa (Fig. 62, c), se necesita un poste F de fuerza extraña para mover el cuerpo C con carga positiva a la superficie de la Tierra. Los puntos potenciales de tal campo se consideran negativos.
Si se conocen los potenciales de los puntos de campo φ 1 y φ 2, entonces, en función de la fórmula de la diferencia de potencial, puede calcular el trabajo de mover un cuerpo cargado de un punto del campo a otro: A = q (φ 2 - φ 1), o A = qU. Por lo tanto, la diferencia de potencial es la característica energética del campo eléctrico. Usando estas fórmulas, se calcula el trabajo de transferencia de carga en campos eléctricos uniformes y no uniformes.
Configure la unidad de medida de voltaje (diferencia de potencial) en el sistema SI. Para ello, sustituimos el valor en la fórmula de voltaje. A = 1 j y q = 1 a:
Por unidad de voltaje - voltio: la diferencia de potencial entre dos puntos del campo eléctrico se toma cuando, al moverse entre un cuerpo de punto con una carga de 1, el campo funciona en 1 julios.
Para dar una definición más profunda de una cantidad física que ya conocemos desde el octavo grado, recordemos la definición del potencial de un punto de campo y cómo calcular el trabajo del campo eléctrico.
El potencial, como recordamos, es la relación entre la energía potencial de una carga colocada en cierto punto del campo y la magnitud de esta carga, o es el trabajo que realizará el campo si coloca una carga positiva única en ese punto.
Aquí está la energía potencial de la carga; - Cantidad de carga. Como recordamos de la mecánica para calcular el trabajo de campo realizado en la carga :.
Ahora escribimos la energía potencial usando la definición de potencial: Y realizar algunas transformaciones algebraicas:
Así, obtenemos eso.
Para mayor comodidad, introducimos un valor especial que denota la diferencia entre los paréntesis: 
.
Definición: voltaje (diferencia de potencial): la relación del trabajo realizado por el campo durante la transferencia de carga desde el punto inicial al final, hasta la magnitud de esta carga.
Unidad de medida - V - voltio:
.
Se debe prestar especial atención al hecho de que, a diferencia del concepto estándar en la física de la diferencia (una diferencia algebraica de un cierto valor en el momento final y el mismo valor en el momento inicial), para encontrar la diferencia de potencial (voltaje) es necesario eliminar el potencial inicial.
Para obtener la fórmula para esta conexión, nosotros, como en la última lección, para simplificar, usamos el caso de un campo uniforme creado por dos placas con carga opuesta (ver Fig. 1).
Fig.1. Un ejemplo de campo uniforme.
En este caso, los vectores de fuerza de todos los puntos del campo entre las placas tienen una dirección y un módulo. Ahora, si se coloca una carga positiva cerca de la placa positiva, entonces, bajo la acción de la fuerza de Coulomb, se mueve naturalmente hacia la placa negativa. Por lo tanto, el campo hará algún trabajo en este cargo. Escribimos la definición de trabajo mecánico :. Aquí está el módulo de potencia; - módulo de desplazamiento; - El ángulo entre los vectores de fuerza y desplazamiento.
En nuestro caso, los vectores de fuerza y desplazamiento son codireccionados (la carga positiva se repele del positivo y se atrae al negativo), por lo que el ángulo es cero y el coseno es la unidad :.
Escribamos la fuerza a través de la intensidad, y el módulo de desplazamiento se denota como d - la distancia entre dos puntos - el principio y el final del movimiento :.
Al mismo tiempo Al igualar los lados derechos de las igualdades, obtenemos la conexión deseada:
De ello se deduce que la tensión también se puede medir en.
Al alejarse de nuestro modelo de campo homogéneo, se debe prestar especial atención a un campo no uniforme, que se crea mediante una bola de metal cargada. De los experimentos disponibles está el hecho de que el potencial de cualquier punto dentro o sobre la superficie de la bola (hueco o sólido) no cambia su valor, a saber:
.
Aquí está el coeficiente electrostático; - Carga completa de la pelota. - Radio del balón.
La misma fórmula también es válida para calcular el potencial del campo de una carga puntual a una distancia de esta carga.
La energía de interacción de las dos cargas.
Cómo determinar la energía de interacción de dos cuerpos cargados ubicados a cierta distancia uno del otro (ver Fig. 2).
La figura 2. La interacción de dos cuerpos situados a distancia. r
Para hacer esto, imagine toda la situación: como si el cuerpo 2 estuviera en el campo externo del cuerpo 1. En consecuencia, ahora la energía de interacción se puede llamar la energía potencial de la carga 2 en un campo externo, la fórmula que conocemos:
Ahora, al conocer la naturaleza del campo externo (campo de carga puntual), conocemos la fórmula para calcular el potencial en un punto a una cierta distancia de la fuente del campo:
.
Sustituya la segunda expresión en la primera y obtenga el resultado final:
.
Si inicialmente imagináramos que esta carga 1 está en el campo externo de la carga 2, entonces, por supuesto, el resultado no habría cambiado.
En electrostática, es interesante seleccionar todos los puntos del espacio que tienen el mismo potencial. Tales puntos forman ciertas superficies, que se llaman equipotenciales.
Definición: las superficies equipotenciales son superficies con cada punto que tiene el mismo potencial. Si dibujamos dichas superficies y dibujamos las líneas de fuerza del mismo campo eléctrico, podemos ver que las superficies equipotenciales son siempre perpendiculares a las líneas de fuerza y, además, las líneas de fuerza siempre están dirigidas hacia una disminución de potencial (ver Fig. 3).
La figura 3. Ejemplos de superficies equipotenciales.
Otro hecho importante acerca de las superficies equipotenciales: según la definición, la diferencia de potencial entre los puntos en dicha superficie es cero (los potenciales son iguales), lo que significa que el trabajo de campo para mover la carga de un punto de la superficie equipotencial a otro también es cero.
En la siguiente lección, consideraremos con más detalle el campo de dos placas cargadas, a saber, el capacitor del dispositivo y sus propiedades.
1) Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Física (nivel básico) M.: Mnemosyne. 2012
2) Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Clase de física 10. M .: Ileksa. 2005
3) Kasyanov V.A. Clase de física 10. M .: Drofa. 2010
1) Sitio web de Physicon ()
La tarea
1) p. 95: No. 732 - 736. Física. Libro de problemas 10-11 clases. Rymkevich A.P. M .: Drofa 2013 ()
2) En un punto con un potencial de 300 V, un cuerpo cargado tiene una energía potencial de -0.6 μJ. ¿Cuál es la carga del cuerpo?
3) ¿Qué tipo de energía cinética obtuvo un electrón al pasar una diferencia de potencial de aceleración de 2 kV?
4) ¿En qué trayectoria debe moverse la carga en el campo eléctrico para que su trabajo sea mínimo?
5) * Dibuje las superficies equipotenciales del campo creado por dos cargas opuestas.
Quizás una de las expresiones más utilizadas en electricistas es el concepto de voltaje eléctrico. También se conoce como la diferencia de potencial y no es exactamente la frase correcta, como el voltaje, bueno, el significado de los nombres es esencialmente común. ¿Y qué significa realmente este concepto? Tal vez, para empezar, le daré una redacción del libro: voltaje - es la relación del trabajo del campo eléctrico de las cargas en la transferencia de la carga de prueba del punto 1 al punto 2. Bueno, en palabras simples, esto se explica de la siguiente manera.
Permítame recordarle que hay dos tipos de cargos, son positivos con un signo "+" y negativos con un signo "-". La mayoría de nosotros en la infancia jugamos con imanes, que honestamente fueron extraídos de otra máquina de escribir rota con un motor eléctrico, donde se encontraban. Así que cuando intentamos acercar estos imanes, en un caso fueron atraídos, y si uno de ellos se giró al revés, se rechazaron respectivamente.
Esto sucedió porque cualquier imán tiene dos polos, es sur y norte. En el caso de que los polos sean iguales, entonces los imanes se repelerán y, cuando no sean iguales, se atraerán. Lo mismo sucede con las cargas eléctricas, y la fuerza de la interacción depende del número y la divergencia de estas partículas cargadas. En pocas palabras, cuanto más "más" en un objeto, y el "menos" en el otro, más se atraen entre sí. O viceversa, repelerse con la misma carga (+ y + o - y -).
Ahora imagina que tenemos dos pequeñas bolas de hierro. Si los miras mentalmente, puedes ver una gran cantidad de pequeñas partículas que están ubicadas no muy lejos unas de otras y no son capaces de moverse libremente, estos son los núcleos de nuestra sustancia. Las partículas más pequeñas giran alrededor de estas partículas a velocidades increíblemente altas, llamadas electrones. Pueden separarse de algunos de los núcleos y unirse a los otros, y así viajar por toda la bola de hierro. En el caso en que el número de electrones corresponde al número de protones en el núcleo, las bolas son eléctricamente neutras.
Pero si de alguna manera tomas una cierta cantidad, esa bola tenderá a atraer hacia sí misma esta misma cosa, la cantidad faltante de electrones, formando así un campo positivo alrededor de sí misma con un signo "+". Cuantos más electrones falten, más fuerte será. campo positivo. En la siguiente bola haremos la rotación y agregaremos electrones extra. Como resultado, obtenemos un exceso y, en consecuencia, lo mismo. campo electrico, pero con un signo "-".
Como resultado, obtenemos dos potenciales, uno de los cuales está ansioso por obtener electrones, y el segundo se librará de ellos. En una bola con exceso hay calambres y estas partículas, alrededor de las cuales hay un campo, se empujan y empujan entre sí fuera de la bola. Y donde ocurre su deficiencia, respectivamente, algo así como un vacío, que intenta atraer hacia sí mismos estos electrones. Este es un claro ejemplo de la diferencia de potencial y nada más que el voltaje entre ellos. Pero, solo estas bolas de hierro se conectan entre sí, ya que habrá un intercambio y la tensión desaparecerá, ya que se forma la neutralidad.
En términos generales, esta fuerza de aspiración de partículas cargadas, para pasar de más partes cargadas a menos cargadas entre dos puntos, será una diferencia potencial. Imaginemos mentalmente los cables que están conectados a la batería desde una linterna normal. Se produce una reacción química en la propia batería, como resultado de lo cual ocurre un exceso de electrones ("-"), dentro de la batería se expulsan al terminal negativo. Estos electrones aspiran, regresarán a su lugar, desde donde fueron expulsados antes.
No entran dentro de la batería, por lo que queda esperar el momento en el que hacen el puente en forma de un conductor eléctrico y, a lo largo del cual, corren rápidamente hacia el terminal positivo de la batería, donde son atraídos. Y mientras no haya puente, habrá un deseo de ir ya que esto voltaje electrico o diferencia de potencial (voltaje).
Daré un ejemplo similar en una vista diferente. Hay un grifo de agua ordinaria con agua. El grifo está cerrado y, por lo tanto, el agua no saldrá de él, pero dentro todavía hay agua y, además, está bajo cierta presión, debido a esta presión, tiende a romperse, pero el grifo cerrado lo impide. Y tan pronto como gire la manija de la perilla, el agua correrá inmediatamente. Por lo tanto, esta presión puede compararse aproximadamente con el voltaje y el agua con partículas cargadas. En este ejemplo, el flujo de agua actuará como una corriente eléctrica en los propios cables y como una llave cerrada en la función de un interruptor eléctrico. Este ejemplo lo di solo por claridad, ¡y no es una analogía completa!
Por extraño que parezca, pero las personas no están estrechamente relacionadas con la profesión de electricista, a menudo se denomina tensión eléctrica. , expresión del voltaje y esta es una formulación incorrecta, ya que el voltaje, como descubrimos, es la diferencia potencial de las cargas eléctricas, y la corriente es el flujo de estas partículas cargadas. Y resulta que, al pronunciar el voltaje al final, es una ligera discrepancia del propio concepto.
Voltaje, así como todos los demás valores, tiene su propia unidad de medida. Se mide en voltios. Estos son los mismos voltios que están escritos en dispositivos y fuentes de alimentación. Por ejemplo, en una toma de corriente normal de 220 V o una batería de 1,5 V. que compró. En general, creo que entendió en términos generales qué es este voltaje eléctrico. En este artículo, me basé solo en una comprensión simple de este término y no profundicé en las formulaciones y fórmulas para no complicar la comprensión. De hecho, este tema se puede estudiar mucho más ampliamente, pero ya depende de usted y de su deseo.
P.S. Tenga cuidado al trabajar con electricidad, el alto voltaje es potencialmente mortal.
