Mahdollinen eroavaisuus

Tiedetään, että yhtä kehoa voidaan lämmittää enemmän ja toista vähemmän. Kehon kuumenemisastetta kutsutaan sen lämpötilaksi. Vastaavasti yksi kappale voidaan sähköistää enemmän kuin toinen. Kehon sähköistymisaste luonnehtii määrää, jota kutsutaan sähköpotentiaaliksi tai yksinkertaisesti kappaleen potentiaaliksi.

Mitä tarkoittaa kehon sähköistäminen? Tämä tarkoittaa, että kerrot hänelle sähkövaraus, eli lisäämme siihen tietty määrä elektroneja, jos varaamme kehon negatiivisesti, tai poistamme ne siltä, jos varaamme kehon positiivisesti. Kummassakin tapauksessa keholla on tietty sähköistysaste, eli yksi tai toinen potentiaali, lisäksi positiivisesti varautuneella kappaleella on positiivinen potentiaali ja negatiivisesti varautuneella kappaleella on negatiivinen potentiaali.

Erot sähkövarausten tasoissa kahta ruumista kutsutaan sähköpotentiaaliero tai yksinkertaisesti mahdollinen eroavaisuus.

On pidettävä mielessä, että jos kaksi identtistä kappaletta on varattu samoilla varauksilla, mutta toinen on suurempi kuin toinen, niiden välillä on myös potentiaaliero.

Lisäksi kahden tällaisen kappaleen välillä on potentiaaliero, joista toinen on varautunut ja toisessa ei ole varausta. Joten esimerkiksi jos jollakin maasta eristetyllä kappaleella on tietty potentiaali, niin sen ja maan välinen potentiaaliero (jonka potentiaalia pidetään nollana) on numeerisesti yhtä suuri kuin tämän kappaleen potentiaali.

Joten jos kaksi kappaletta varataan siten, että niiden potentiaalit eivät ole samat, niiden välillä on väistämättä potentiaaliero.

Kaikki tietävät sähköistysilmiö kammat hieroessaan sitä hiuksia vasten on vain potentiaalisen eron luominen kamman ja ihmisen hiusten välille.

Todellakin, kun kampaa hierotaan hiuksia vasten, osa elektroneista siirtyy kampaan varaamalla sen negatiivisesti, kun taas hiukset, jotka ovat menettäneet osan elektroneista, varautuvat samassa määrin kuin kampa, mutta positiivisesti. Näin syntyvä potentiaaliero voidaan pienentää nollaan koskettamalla kampaa hiuksiin. Tämä elektronien käänteinen siirtymä havaitaan helposti korvalla, jos sähköistetty kampa tuodaan lähelle korvaa. Tyypillinen rätinä ilmaisee virran purkauksen.

Puhuessamme edellä potentiaalierosta, meillä oli kuitenkin mielessä kaksi varautunutta kappaletta potentiaaliero voidaan saada myös saman kappaleen eri osien (pisteiden) välillä.

Mieti siis esimerkiksi, mitä tapahtuu, jos jonkin ulkoisen voiman vaikutuksesta onnistumme siirtämään langan vapaat elektronit sen toiseen päähän. On selvää, että langan toisessa päässä on pulaa elektroneista, ja sitten syntyy potentiaaliero langan päiden välillä.

Heti kun lopetamme ulkoisen voiman toiminnan, elektronit ryntäävät välittömästi vastakkaisten varausten vetovoiman johdosta positiivisesti varautuneen langan päähän, eli kohtaan, josta ne puuttuvat, ja sähköiseen tasapainoon. tulee taas lankaan.

Sähkömotorinen voima ja jännite

D Sähkövirran ylläpitämiseksi johtimessa tarvitaan jokin ulkoinen energialähde, joka ylläpitäisi jatkuvasti potentiaalieroa tämän johtimen päissä.

Näitä energialähteitä ovat ns sähkövirtalähteet jolla on tietty sähkömotorinen voima, joka luo ja ylläpitää potentiaalieron johtimen päissä pitkään.

Sähkömotorinen voima (lyhennetty EMF) on merkitty kirjaimella E. EMF:n mittayksikkö on voltti. Maassamme voltti on lyhennetty kirjaimella "B" ja kansainvälisessä nimessä - kirjaimella "V".

Joten jatkuvan virtauksen saamiseksi tarvitset sähkömotorisen voiman, eli tarvitset sähkövirran lähteen.

Ensimmäinen tällainen virtalähde oli ns. "voltaic kolonni", joka koostui sarjasta kupari- ja sinkkiympyröitä, jotka oli vuorattu happamaan veteen kastetulla nahalla. Siten yksi tavoista saada sähkömotorinen voima on tiettyjen aineiden kemiallinen vuorovaikutus, jonka seurauksena kemiallinen energia muuttuu sähköenergiaksi. Virtalähteitä, joissa sähkömotorinen voima syntyy tällä tavalla, kutsutaan kemialliset virtalähteet.

Tällä hetkellä kemialliset virtalähteet - galvaaniset kennot ja akut - käytetään laajasti sähkötekniikassa ja energiateollisuudessa.

Toinen päävirtalähde, joka on yleistynyt kaikilla sähkötekniikan ja sähköteollisuuden aloilla, ovat generaattorit.

Generaattorit asennetaan voimalaitoksiin ja ne toimivat ainoana virtalähteenä sähkön toimittamiseen teollisuusyrityksille, kaupunkien sähkövalaistukseen, sähkö rautatiet, raitiovaunu, metro, johdinauto jne.

Sekä kemiallisissa sähkövirran lähteissä (kennot ja akut) että generaattoreissa sähkömotorisen voiman vaikutus on täsmälleen sama. Se johtuu siitä, että EMF luo potentiaalieron virtalähteen liittimiin ja ylläpitää sitä pitkään.

Näitä puristimia kutsutaan virtalähteen navoiksi. Virtalähteen toisessa navassa on aina elektronien puute ja siksi siinä on positiivinen varaus, toisessa napassa elektroneja ylimäärä ja siksi sillä on negatiivinen varaus.

Vastaavasti virtalähteen yhtä napaa kutsutaan positiiviseksi (+), toista negatiiviseksi (-).

Virtalähteitä käytetään sähkövirran syöttämiseen eri laitteille -. Virrankuluttajat on kytketty virtalähteen napoihin johtimien avulla muodostaen suljetun sähköpiirin. Potentiaaliero, joka muodostuu suljetun virtalähteen napojen välille virtapiiri, kutsutaan jännitteeksi ja sitä merkitään kirjaimella U.

Jännitteen yksikkö, kuten EMF, on voltti.

Jos esimerkiksi on tarpeen kirjoittaa muistiin, että virtalähteen jännite on 12 volttia, he kirjoittavat: U - 12 V.

Jännitteen mittaamiseen tai mittaamiseen käytetään laitetta, jota kutsutaan volttimittariksi.

Virtalähteen EMF:n tai jännitteen mittaamiseksi sinun on kytkettävä volttimittari suoraan sen napoihin. Tässä tapauksessa, jos se on auki, volttimittari näyttää virtalähteen EMF:n. Jos suljet piirin, volttimittari ei enää näytä EMF:ää, vaan jännitettä virtalähteen liittimissä.

Virtalähteen kehittämä EMF on aina suurempi kuin sen liittimien jännite.

Potentiaaliero pisteiden 1 ja 2 välillä on työ, jonka kenttävoimat tekevät siirrettäessä yksikköpositiivista varausta mielivaltaista polkua pitkin pisteestä 1 pisteeseen 2. Potentiaalikentillä tämä työ ei riipu polun muodosta, vaan määräytyy vain alku- ja loppupisteiden sijainnin perusteella

potentiaali määritellään additiiviseen vakioon asti. Sähköstaattisen kentän voimien työ siirrettäessä varausta q mielivaltaista polkua pitkin aloituspisteestä 1 loppupisteeseen 2 määräytyy lausekkeella

Käytännön potentiaalin yksikkö on voltti. Voltti on potentiaaliero tällaisten pisteiden välillä, kun siirretään sähköriipusta pisteestä toiseen sähkökenttä toimii yhdessä joulessa.

1 ja 2 ovat äärettömän lähellä olevia pisteitä, jotka sijaitsevat x-akselilla siten, että X2 - x1 = dx.

Työ siirrettäessä latausyksikköä pisteestä 1 pisteeseen 2 on Ex dx. Sama työ on yhtä suuri kuin . Yhdistämällä molemmat ilmaukset, saamme

- skalaarigradientti

funktion gradientti on vektori, joka on suunnattu tämän funktion maksimikasvuun ja sen pituus on yhtä suuri kuin funktion derivaatta samaan suuntaan. Gradientin geometrinen merkitys on ekvipotentiaalipinnat (samapotentiaaliset pinnat), pinta, jolla potentiaali pysyy vakiona.

13 Mahdolliset maksut

Pistevarauksen q kentän potentiaali homogeenisessa eristeessä.

- pistevarauksen sähköinen siirtymä homogeenisessa dielektrisessä D - sähköisen induktion tai sähkösiirtymän vektori

Nolla tulee ottaa integrointivakioksi, niin että kohdassa , potentiaali katoaa

Pistevarausjärjestelmän kenttäpotentiaali homogeenisessa eristeessä.

Superpositiota käyttämällä saamme:

Jatkuvasti jakautuneiden sähkövarausten potentiaali.

- tilavuuselementtejä ja varautuneita pintoja, jotka on keskitetty pisteeseen

Jos dielektri on epähomogeeninen, integrointi tulisi ulottaa myös polarisaatiovarauksiin. Sellaisten sisällyttäminen

lataus ottaa automaattisesti huomioon ympäristön vaikutuksen, eikä arvoa tarvitse syöttää

14 Sähkökenttä aineessa

Sähkökenttä aineessa. Sähkökenttään tuotu aine voi muuttaa sitä merkittävästi. Tämä johtuu siitä, että aine koostuu varautuneista hiukkasista. Ulkoisen kentän puuttuessa hiukkaset jakautuvat aineen sisällä siten, että niiden synnyttämä sähkökenttä on keskimäärin nolla tilavuuksissa, joissa on suuri määrä atomeja tai molekyylejä. Ulkoisen kentän läsnäollessa tapahtuu varautuneiden hiukkasten uudelleenjakautumista ja aineeseen syntyy sisäinen sähkökenttä. Kokonaissähkökenttä muodostuu superpositioperiaatteen mukaisesti ulkoisesta kentästä ja varautuneiden aineen hiukkasten luomasta sisäisestä kentästä. Aine on sähköisiltä ominaisuuksiltaan monipuolinen. Laajimmat aineluokat ovat johtimet ja eristeet. Johdin on kappale tai materiaali, jossa sähkövaraukset alkavat liikkua mielivaltaisen pienen voiman vaikutuksesta. Siksi näitä maksuja kutsutaan ilmaisiksi. Metalleissa vapaat varaukset ovat elektroneja, suolojen (happojen ja alkalien) liuoksissa ja sulatuksissa - ioneja. Dielektri on kappale tai materiaali, jossa mielivaltaisen suurten voimien vaikutuksesta varaukset siirtyvät vain pienen etäisyyden verran, joka ei ylitä atomin kokoa, suhteessa sen tasapainoasemaan. Tällaisia maksuja kutsutaan sidotuiksi. Ilmaiset ja sidotut maksut. ILMAISEKSI 1) ylimääräinen sähkö. johtavalle tai johtamattomalle kappaleelle välitetyt varaukset, jotka aiheuttavat sen sähköisen neutraalisuuden rikkomisen. 2) Sähkö nykyiset operaattorin maksut. 3) laittaa. sähköinen metallien atomitähteiden varaukset. LIITTYVÄT MAKSUT eristeen atomeja ja molekyylejä muodostavien hiukkasten varaukset sekä kiteen ionien varaukset. dielektrikot ionihilan kanssa.

Olkoon meillä ääretön tasainen sähkökenttä. Varaus + Q sijoitetaan pisteeseen M. Kentän sähkövoimien vaikutuksesta itselleen jäänyt varaus + Q liikkuu kentän suuntaan äärettömän pitkän matkan. Tämä varauksen liike kuluttaa energiaa sähkökenttä. Tietyn kentän pisteen potentiaali on työ, jonka sähkökenttä kuluttaa, kun se siirtää positiivisen varausyksikön kentän tietystä pisteestä äärettömyyteen. Varauksen + Q siirtämiseksi äärettömän kaukaisesta pisteestä takaisin pisteeseen M, ulkoisten voimien on tuotettava työ A, joka voittaa kentän sähkövoimat. Sitten pisteen M potentiaalille saamme:

Siten absoluuttinen sähköstaattinen potentiaaliyksikkö on kolmesataa kertaa suurempi kuin käytännön yksikkö - voltti.

Jos 1 coulombin suuruinen varaus siirtyy äärettömyydestä kentän pisteeseen, jonka potentiaali on 1 voltti, niin 1 joulen työ tehdään. Jos kuitenkin 15 kulonia sähköä siirtyy kentän pisteeseen, jonka potentiaali on 10 V äärettömän kaukaisesta pisteestä, niin työtä tehdään 10 -15 \u003d 150 joulea.

Matemaattisesti tämä riippuvuus ilmaistaan kaavalla:

Siirtyäkseen pisteestä A, jonka potentiaali on 20 V, pisteeseen B, jonka potentiaali on 15 V 10 kulonia sähköä, kentän on tehtävä työtä:

Sähkökenttää tutkiessamme huomaamme, että tässä kentässä kahden kentän pisteen välistä potentiaalieroa kutsutaan myös niiden väliseksi jännitteeksi, mitattuna voltteina ja merkitty kirjaimella U.

Sähkökenttävoimien työ voidaan kirjoittaa seuraavasti:

Varauksen q siirtämiseksi kenttäviivoja pitkin homogeenisen kentän pisteestä toiseen, joka sijaitsee etäisyydellä l, sinun on tehtävä työ:

Tämä on yksinkertaisin suhde sähkökentän voimakkuuden ja sähköjännitteen välillä tasaiselle kentälle.

Saman potentiaalisten pisteiden sijainti varatun johtimen pinnan ympärillä riippuu tämän pinnan muodosta. Jos otat esimerkiksi varautuneen metallipallon, silloin pallon synnyttämän sähkökentän samanpotentiaaliset pisteet sijaitsevat varattua palloa ympäröivällä pallomaisella pinnalla. Samapotentiaalinen pinta tai, kuten sitä myös kutsutaan, ekvipotentiaalipinta, toimii kätevänä graafisena tapana kuvata kenttää. Kuviossa 3 Kuva 13 esittää kuvan positiivisesti varautuneen pallon ekvipotentiaalipinnoista.

Jotta voitaisiin visuaalisesti esittää, kuinka potentiaaliero muuttuu tietyssä kentässä, ekvipotentiaalipinnat tulee piirtää siten, että potentiaaliero kahdella kentällä sijaitsevien pisteiden välillä

Harmaat pinnat olivat samat, esimerkiksi 1 tuumaa. Piirrämme alku-, nolla-, ekvipotentiaalipinnan mielivaltaisella säteellä. Loput pinnat 1, 2, 3, 4 piirretään siten, että tällä pinnalla ja vierekkäisillä pinnoilla olevien pisteiden välinen potentiaaliero on 1 voltti. Potentiaalitasapainon määritelmän mukaan samalla pinnalla olevien yksittäisten pisteiden välinen potentiaaliero on nolla; Siksi varaus liikkuu potentiaalitasapainoa pitkin ilman työpanosta. Tästä kuvasta voidaan nähdä, että kun lähestymme varautunutta kappaletta, ekvipotentiaalipinnat sijaitsevat lähempänä toisiaan, koska kenttäpisteiden potentiaali kasvaa ja vierekkäisten pintojen välinen potentiaaliero jää hyväksytyn ehdon mukaan sama. Päinvastoin, kun etäisyys varautuneesta kappaleesta kasvaa, ekvipotentiaalipinnat sijaitsevat harvemmin. Sähkö voimalinjat ovat kohtisuorassa ekvipotentiaalipintaa vastaan missä tahansa pisteessä, koska vain sillä ehdolla, että voima ja siirtymä ovat kohtisuorassa, sähkövoimien työ varauksen liikkuessa pitkin potentiaalitasapainoa voi olla nolla. Varautuneen johtimen pinta itsessään on ekvipotentiaalipinta, eli kaikilla johtimen pinnan pisteillä on sama potentiaali. Kaikilla pisteillä johtimen sisällä on sama potentiaali.

Jos otamme kaksi johdinta, joilla on eri potentiaali ja yhdistämme ne metallilangalla, niin koska johdon päiden välillä on potentiaaliero tai jännite, sähkökenttä vaikuttaa johtoa pitkin. Langan vapaat elektronit kentän vaikutuksesta alkavat liikkua kasvavan potentiaalin suuntaan, eli ne alkavat kulkea langan läpi sähköä. Elektronien liike jatkuu, kunnes johtimien potentiaalit ovat yhtä suuret ja niiden välinen potentiaaliero on nolla.

Jos kaksi astiaa, joissa on eri vesitaso, yhdistetään alhaalta putkella, vesi virtaa putken läpi. Veden liike jatkuu, kunnes alusten vedenpinnat ovat samalla korkeudella ja tasoero on nolla.

Koska mikä tahansa maahan kytketty varautunut johdin menettää lähes kaiken varauksensa, maapotentiaalin oletetaan olevan ehdollisesti nolla.

Antaaksemme syvemmän määritelmän meille jo kahdeksannnelta luokalta tutulle fyysinen määrä, muistaa kenttäpistepotentiaalin määritelmä ja kuinka sähkökentän työ lasketaan.

Potentiaali, kuten muistamme, on kentän tiettyyn pisteeseen asetetun varauksen potentiaalienergian suhde tämän varauksen arvoon, tai se on työ, jonka kenttä tekee, jos tähän sijoitetaan yksi positiivinen varaus. kohta.

Tässä on varauksen potentiaalienergia; - maksun määrä. Kuten muistamme mekaniikasta laskea kentän tekemä työ latauksella: .

Kirjoitamme nyt potentiaalienergian käyttämällä potentiaalin määritelmää: . Ja tehdään joitain algebrallisia muunnoksia:

Siten saamme sen.

Käyttömukavuuden vuoksi otamme käyttöön erityisen arvon, joka ilmaisee eron suluissa: .

Määritelmä: jännite (potentiaaliero) - sen työn suhde, jonka kenttä suorittaa siirrettäessä varausta aloituspisteestä loppupisteeseen, tämän varauksen arvoon.

Mittayksikkö - V - voltti:
.

Erityistä huomiota tulee kiinnittää siihen, että toisin kuin fysiikan standardikäsitteessä ero (tietyn arvon algebrallinen ero viimeisellä hetkellä ja sama arvo alkuhetkellä), potentiaalieron (jännitteen) löytämiseksi Alkupotentiaalista tulee vähentää lopullinen potentiaali.

Tämän yhteyden kaavan saamiseksi käytämme, kuten edelliselläkin oppitunnilla, yksinkertaisuuden vuoksi tapausta, jossa kaksi vastakkaisesti varautunutta levyä muodostavat tasaisen kentän (katso kuva 1).

Kuva 1. Esimerkki yhtenäisestä kentästä

Tässä tapauksessa kaikkien levyjen välisten kenttäpisteiden jännitysvektoreilla on yksi suunta ja yksi moduuli. Nyt, jos positiivinen varaus asetetaan lähelle positiivista levyä, niin Coulombin voiman vaikutuksesta se siirtyy luonnollisesti kohti negatiivista levyä. Siten kenttä tekee jonkin verran työtä tämän latauksen suhteen. Kirjataan ylös mekaanisen työn määritelmä: . Tässä on voimamoduuli; - liikemoduuli; - voima- ja siirtymävektorien välinen kulma.

Meidän tapauksessamme voima- ja siirtymävektorit ovat yhteissuuntaisia (positiivinen varaus hylätään positiivisesta ja vetää puoleensa negatiivista), joten kulma on nolla ja kosini on yksi:.

Kirjoitamme voiman jännityksen kautta, ja siirtymämoduulia merkitään d - kahden pisteen välinen etäisyys - liikkeen alku ja loppu: .

Samaan aikaan . Tasaamalla yhtälöiden oikeat puolet saadaan haluttu suhde:

Tästä seuraa, että jännitystä voidaan mitata myös .

Poistuessamme yhtenäisen kentän mallistamme on syytä kiinnittää erityistä huomiota epähomogeeniseen kenttään, joka syntyy varautuneen metallipallon avulla. Kokeiluista on saatu tosiasia, että minkä tahansa pallon sisällä tai pinnalla olevan pisteen (ontto tai kiinteä) potentiaali ei muuta sen arvoa, nimittäin:
.

Tässä on sähköstaattinen kerroin; - pallon täysi lataus; on pallon säde.

Sama kaava pätee myös pistevarauksen kenttäpotentiaalin laskemiseen etäisyyden päässä tästä varauksesta.

Kahden varauksen vuorovaikutusenergia

Kuinka määrittää kahden tietyllä etäisyydellä toisistaan olevien varautuneiden kappaleiden vuorovaikutusenergia (ks. kuva 2).

Riisi. 2. Kahden tietyllä etäisyydellä sijaitsevan kappaleen vuorovaikutus r

Kuvittele tätä varten koko tilanne: ikään kuin kappale 2 olisi kehon 1 ulkoisessa kentässä. Näin ollen vuorovaikutusenergiaa voidaan nyt kutsua varauksen 2 potentiaalienergiaksi ulkoisessa kentässä, jonka kaavan tiedämme: .

Nyt, kun tiedämme ulkoisen kentän (pistevarauksen kentän) luonteen, tiedämme kaavan potentiaalin laskemiseksi tietyllä etäisyydellä kentän lähteestä:
.

Korvaa toinen lauseke ensimmäisellä ja saat lopputuloksen:
.

Jos olisimme alun perin kuvitellut, että tämä varaus 1 on varauksen 2 ulkoisessa kentässä, tulos ei tietenkään muuttuisi.

Sähköstatiikassa on mielenkiintoista erottaa kaikki avaruuden pisteet, joilla on sama potentiaali. Tällaiset pisteet muodostavat tiettyjä pintoja, joita kutsutaan ekvipotentiaaliksi.

Määritelmä: ekvipotentiaalipinnat - pinnat, joiden jokaisella pisteellä on sama potentiaali. Jos piirrät tällaisia pintoja ja piirrät saman sähkökentän voimaviivat, näet, että potentiaalintasauspinnat ovat aina kohtisuorassa voimalinjoja vastaan ja lisäksi voimalinjat ovat aina suunnattu pienenevään suuntaan. potentiaali (katso kuva 3).

Riisi. 3. Esimerkkejä potentiaalitasaisista pinnoista

Toinen tärkeä fakta ekvipotentiaalipinnoista: määritelmän perusteella minkä tahansa tällaisen pinnan pisteiden välinen potentiaaliero on nolla (potentiaalit ovat yhtä suuret), mikä tarkoittaa, että kentän työ siirtää varausta yhdestä potentiaalintasapainon pisteestä toiselle on myös nolla.

Seuraavalla oppitunnilla tarkastelemme lähemmin kahden ladatun levyn kenttää, nimittäin: kondensaattorilaitetta ja sen ominaisuuksia.

1) Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fysiikka ( perustasoa) M.: Mnemosyne. 2012

2) Gendenstein L.E., Dick Yu.I. Fysiikan luokka 10. M.: Ileksa. 2005

3) Kasjanov V.A. Fysiikan luokka 10. M.: Bustard. 2010

1) Verkkosivusto "Physicon" ()

Kotitehtävät

1) Sivu 95: nro 732 - 736. Fysiikka. Tehtäväkirja. 10-11 luokkaa. Rymkevich A.P. M .: Bustard 2013 ()

2) Pisteessä, jonka potentiaali on 300 V, varautuneen kappaleen potentiaalienergia on -0,6 μJ. Mikä on kehon varaus?

3) Mitä kineettinen energia vastaanotti elektronin kulkemalla 2 kV:n kiihdyttävän potentiaalieron läpi?

4) Millä lentoradalla varausta tulisi siirtää sähkökentässä, jotta sen työ olisi mahdollisimman vähäistä?

5) * Piirrä kahden vastakkaisen varauksen muodostaman kentän ekvipotentiaalipinnat.

sähköjännite.
Mahdollinen eroavaisuus. Jännite.

Aihe: mikä on sähköjännite ja potentiaaliero.

Ehkä yksi sähköasentajien yleisimmin käytetyistä ilmaisuista on sähköjännitteen käsite. Sitä kutsutaan myös potentiaalieroksi eikä aivan oikeaksi lauseeksi, kuten jännite, no, nimien merkitys on olennaisesti sama. Mitä tämä käsite oikeastaan tarkoittaa? Ehkä aluksi annan kirjan muotoilun: sähköjännite - tämä on varausten sähkökentän työn suhde testivarauksen siirron aikana pisteestä 1 pisteeseen 2. hyvin ja yksinkertaisilla sanoilla puhuttaessa se selitetään näin.

Haluan muistuttaa, että on olemassa kahdenlaisia latauksia, nämä ovat positiivisia "+"-merkillä ja negatiivisia "-"-merkillä. Suurin osa meistä leikki lapsuudessa magneeteilla, jotka saatiin rehellisesti toisesta rikkinäisestä sähkömoottorilla varustetusta autosta, jossa ne seisoivat. Joten kun yritimme tuoda näitä juuri näitä magneetteja lähemmäksi toisiamme, yhdessä tapauksessa ne vetivät puoleensa, ja jos yksi niistä käännettiin toisin päin, ne karkoittivat vastaavasti.

Tämä tapahtui, koska missä tahansa magneetissa on kaksi napaa, nämä ovat etelä ja pohjoinen. Siinä tapauksessa, että navat ovat samat, magneetit hylkivät, mutta kun ne ovat vastakkain, ne houkuttelevat. Sama tapahtuu sähkövarausten kanssa, ja vuorovaikutusvoima riippuu näiden varautuneiden hiukkasten lukumäärästä ja lajikkeesta. Yksinkertaisesti sanottuna, mitä enemmän "plussia" yhdessä esineessä ja toisessa vastaavasti "miinusta", sitä voimakkaammin ne houkuttelevat toisiaan. Tai päinvastoin, hylkää samalla latauksella (+ ja + tai - ja -).

Kuvittele nyt, että meillä on kaksi pientä rautapalloa. Jos tutkit niitä henkisesti, voit nähdä valtavan määrän pieniä hiukkasia, jotka sijaitsevat pienellä etäisyydellä toisistaan ja jotka eivät pysty liikkumaan vapaasti, nämä ovat aineemme ytimiä. Pienemmät hiukkaset, ns elektroneja. Ne voivat irtautua joistakin ytimistä ja liittyä toisiin, jolloin ne kulkevat rautapallon ympäri. Siinä tapauksessa, että elektronien lukumäärä vastaa protonien lukumäärää ytimessä, pallot ovat sähköisesti neutraaleja.

Mutta jos jollakin tavalla otat pois tietyn määrän, tällainen pallo pyrkii houkuttelemaan tämän puuttuvan määrän elektroneja itseensä muodostaen siten positiivisen kentän ympärilleen +-merkillä. Mitä enemmän elektroneja puuttuu, sitä vahvempi se on. positiivinen kenttä. Viereisessä pallossa teemme käännöksen ja lisäämme ylimääräisiä elektroneja. Tämän seurauksena saamme ylimäärän ja vastaavasti saman sähkökenttä, mutta "-"-merkillä.

Tuloksena saamme kaksi potentiaalia, joista toinen on innokas vastaanottamaan elektroneja ja toinen päästää niistä eroon. Pallossa syntyy ylimääräistä kireyttä, ja nämä hiukkaset, joiden ympärillä kenttä on, työntävät ja työntävät toisiaan ulos pallosta. Ja siellä missä niistä on puute, tapahtuu vastaavasti jotain tyhjiön kaltaista, joka yrittää piirtää näitä elektroneja. se hyvä esimerkki potentiaaliero eikä mitään muuta kuin niiden välinen jännite. Mutta heti kun nämä rautapallot yhdistetään toisiinsa, vaihto tapahtuu ja jännitys katoaa, koska neutraalisuus muodostuu.

Karkeasti sanottuna tämä varautuneiden hiukkasten taipumus siirtyä varautuneemmista osista vähemmän varautuneisiin osiin kahden pisteen välillä on potentiaaliero. Kuvittelemme henkisesti johdot, jotka on kytketty akkuun tavallisesta taskulampusta. Itse akussa kemiallinen reaktio, mikä johtaa ylimääräiseen elektroneihin ("-"), akun sisällä ne työnnetään negatiiviseen napaan. Nämä elektronit pyrkivät palaamaan paikoilleen, mistä ne työnnettiin ulos aiemmin.

Ne eivät onnistu akun sisällä, joten jää odottaa hetkeä, jolloin ne muodostavat sähköjohtimen muodossa olevan sillan, jota pitkin ne juoksevat nopeasti akun positiiviseen napaan, missä ne houkuttelevat. Sillä välin ei ole siltaa, sitten tulee halu ylittää tämän muodossa sähköjännite tai mahdollinen eroavaisuus(Jännite).

Annan samanlaisen esimerkin eri näkökulmasta. Siellä on tavallinen vesihana. Hana on kiinni, joten siitä ei tule vettä, mutta vettä on vielä sisällä ja lisäksi se on siellä jonkin verran paineen alaisena, tämän paineen takia sillä on taipumus rikkoutua, mutta suljettu hana estää sen. Ja heti kun käännät hanan kahvaa, vesi valuu heti. Joten tätä painetta voidaan verrata karkeasti jännitteeseen ja veteen varautuneisiin hiukkasiin. Itse veden virtaus toimii tässä esimerkissä sähkövirtana itse johdoissa ja suljettuna hana roolissa sähkökytkin. Annoin tämän esimerkin vain selvyyden vuoksi, eikä se ole täydellinen analogia!

Kummallista kyllä, mutta sähköasentajan ammattiin läheisesti liittymättömät ihmiset viittaavat usein sähköjännitteeseen , ilmaisujännite ja tämä on virheellinen muotoilu, koska jännite, kuten havaitsimme, on sähkövarausten potentiaaliero ja virta on näiden varautuneiden hiukkasten virtaus. Ja käy ilmi, että jännitteen lausumisen seurauksena itse konseptissa on pieni ero.

Jännite, kuten kaikilla muillakin suureilla, on oma mittayksikkönsä. Se mitataan voltteina. Nämä ovat samoja voltteja, jotka on kirjoitettu laitteisiin ja virtalähteisiin. Esimerkiksi tavallisessa kodin pistorasiassa 220 V tai ostamassasi akussa, jonka jännite on 1,5 V. Yleisesti ottaen luulen, että ymmärrät yleisesti ottaen, mikä on tämä suurin sähköjännite. Tässä artikkelissa perustuin vain tämän termin yksinkertaiseen ymmärtämiseen, enkä mennyt muotoilujen ja kaavojen syvyyksiin, jotta en vaikeuttaisi ymmärtämistä. Itse asiassa tätä aihetta voidaan tutkia paljon laajemmin, mutta se riippuu jo sinusta ja halustasi.