Hvordan beregne Elektro Potential

Hvordan beregne Elektro Potential


Elektrostatisk potensial er viktig for å forstå fysiske systemer. Beregning elektro potensial krever multiplikasjon eksponent manipulasjon og "lese" Enhet prefikser. Den mest grunnleggende beregning av elektrostatisk potensial er det for et enkelt punkt ladning.

Bruksanvisning

1 Definere elektrostatisk potensial med hensyn til den gitte problem. Elektrostatisk potensial blir målt i volt - arbeid per enhet lade - kreves for å flytte en ladning i en viss avstand når det oppstår en elektrisk kraft på grunn av andre avgifter (s). Spenning enheter er J / C, med J tilsvarer joule (energi) og C tilsvarer anhenger (gebyr). For å sjekke om fremdriften, holde enheter organisert og sammenhengende. Spenninger av 5 anhenger eller elektrostatisk potensial måle 16m er røde flagg på at noe er galt i beregningen.

2 Bruke formelen V1 = k

Q1 / d1 for en partikkel med ladning q1 som har elektrostatisk potensial V1 i en avstand d1, hvor k er en konstant lik 8.987e9 J m / C ^ 2. Elektrisk potensial energi mellom to partikler med belastninger q1 og q2 er U (1,2) = q2 V1 = k * q2 Q1 / d, hvor d er avstanden mellom de to punktene.

3 Beregn V (a) = k * q (a) / d for å finne elektro potensial 5 nanometer (5 nm) unna. Tenk partikkel med en kostnad på 4e, der e er elementærladning, så e = 1.602E-19 coulomb (C).

4 Standard enheter. Siden 4e = 4

1.602e-19 = 6.408e-19 C. Avstand fra 5 nm = 5e-9 meter (5e-9 m). Derfor er V (a) = 8.987e9 6.408e-19 / (5e-9). Beregningen viser at V (a) = 1.152 volt.

5 Sjekk enhet konsistens. Elektro potensial har enheter J / C. Uttrykket "k q (a) / d" har enheter [J m / C ^ 2] [C / m]. De meter (m) enheter avbryte, noe som gir (J C / C ^ 2). En av nevneren (nederst) "C" vilkår avbryte med "C" i telleren (øverst) i brøken, slik J / C. Dette sams spenning (V) enheter, som forventet.

Hint

  • Ved anvendelsen av denne artikkel, ikke parentesnotasjon i variablene ikke at multiplikasjon. For eksempel er elektrostatisk potensial betegnet med V og en gitt partikkel kan være merket som "a". Normalt, et uttrykk som V (a) ville bety "V multiplisert med en" på samme måte som 3 (4) = 3 * 4 = 12. Men her, notasjon for eksempel V (a) eller U (a, b) betyr "elektrostatisk potensial V partikkel a" og "potensiell energi U av partikler 'a' og 'b'".
  • Enheter som nanometer eller picometers bruke prefikser som indikerer en nummerert eksponent. "Nano" tilsvarer 10 ^ -9 (en milliard) og "pico" som tilsvarer 10 ^ -12 (en trilliondel). For eksempel, tre nanometer tilsvarer 3 * (10 ^ -9), eller ekvivalent, 3e-9 meter. UNC er "Metric Units" detaljer metriske prefikser og tilhørende eksponenter.