مقاطع تحصیلی
جستجو در منظومه
الکتریسیته ساکنمثال ـ1 10در ٔ نتیجه برخورد پرتوهای کیهانی با مولکول های هوا، الکترون هایی از این مولکول هاکنده می‌شوند. در نزدیکی سطح زمین، میدان الکتریکی با بزرگی 150N/C و جهت رو بهپایین وجود دارد. الف) اگر یکی از این الکترون ها، تحت تأثیر این میدان 500m رو به باال → E d →جابه جا شود، انرژی پتانسیل الکتریکی آن چقدر تغییر می‌کند؟ ب) اختالف پتانسیل الکتریکی → Fدو نقطه ای که الکترون بین آنها جابه جا شده چقدر است؟ Eپاسخ: الف) با استفاده از ٔ رابطه 8 ــ1 برای تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی الکترون داریم:° C)(150N/C)(500m(cos0 -19 -)1/60*10 = θ cos E d | q -| = E W - = E ∆Uب) با استفاده از ٔ رابطه 9ــ1 برای اختالف پتانسیل داریم: = -1/20*10 -14 JkV 0 / 75 = V 4 10 × 50 / 7 = J 14 − 10 × 20 / 1 − = E U ∆ = V ∆C 19 − 10 × 60 / 1 − qتمرین 1 9 ـالف) نشان دهید در یک میدان الکتریکی یکنواخت، با حرکت در سوی خطوط میدان، بدون توجه به نوع بار، پتانسیل الکتریکیکاهش می‌یابد و بالعکس با حرکت در خالف جهت خطوط میدان، بدون توجه به نوع بار، پتانسیل الکتریکی افزایش می‌یابد.ب) نشان دهید در میدان الکتریکی یکنواخت، با حرکت در جهت عمود بر خطوط میدان، پتانسیل الکتریکی تغییر نمی‌کند.شما با انواع باتری ها که در وسىله هاى الکترىکى نظىر چراغ قوه ىا گوشی تلفن همراه از آنها استفادهمى شود (شکل)25ــ1 و نىز با باترى خودرو آشناىى دارىد. باتری ها ولتاژهای متفاوتی دارند؛ مثال ًباترى خودروهاى سوارى معموال ً 12 ولتى و باترى کامىون ها ولتى24 ىا بىشترند. هر باترى دو پاىانهدارد که ىکى با مثبت و دىگرى با منفى نشان داده می‌شود. بنا به قرارداد، اختالف پتانسیل الکتریکیدو سر باتری برابر با پتانسیل ٔ پایانه مثبت منهای پتانسیل ٔ پایانه منفی است. اگر پتانسىل ٔ پاىانه منفى را باV - و پتانسىل ٔ پاىانه مثبت را با V + نشان دهىم، دارىم:- V - + V = ΔVبنابراىن، وقتى مى گوىىم باترى خودرو 12 ولت است، ىعنى پتانسىل ٔ پاىانه مثبت به انداز ٔ ه 12 ولت +از پتانسىل ٔ پاىانه منفى آن بىشتر است؛ مث ً ال اگر پتانسىل ٔ پاىانه منفى را برابر با -4V فرض کنىم، پتانسىل 1/5V شکل ــ1 25 برخی ازٔ پاىانه مثبت +٨Vبرابر خواهد شد. می‌توان ٔ پاىانه منفى را مرجع پتانسیل درنظر گرفت؛ در اىن صورت، باتری های متداولپتانسىل ٔ پاىانه مثبت برابر +12V مى شود. معموال ً (به خصوص در مهندسى برق) پتانسىل زمىن یا نقطه ای -از مدار را برابر صفر مى گىرند و به آن نقطه، اصطالحاً ٔ نقطه زمین می‌گویند و پتانسىل نقطه هاى دىگر رانسبت به آن مى سنجند. ٔ نقطه زمین را در مدارهای الکتریکی با نماد نشان می‌دهند.23