Потенциал что это кратко
Обновлено: 05.07.2024
Электрический потенциал — это скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию, которой обладает единичный положительный пробный заряд, помещённый в данную точку поля.
Если вы хотите расширить свои знания об электрическом потенциале или сначала узнать, что такое электрический потенциал, то вы пришли по адресу.
Простое объяснение
В классической механике рассмотрение проблемы с точки зрения энергии может значительно упростить ситуацию по сравнению с рассмотрением ее с точки зрения сил, действующих на систему. В частности, в этом контексте существенную роль играет тот факт, что энергия является сохраняющейся переменной.
Также в классической электродинамике рассмотрение на энергетическом уровне оказывается очень полезным. Поэтому электрический потенциал φ (также называемый электростатическим потенциалом) определяется как отношение потенциальной энергии Eпот пробного электрического заряда и его величины электрического заряда q: φ = Eпот / q .
Возможность определения такого электрического потенциала обусловлена тем, что электрическое поле E распределения заряда и результирующая электростатическая сила Fc на пробном электрическом заряде является консервативной силой, подобной гравитационной силе.
Электрический потенциал имеет единицу измерения вольт В или также джоуль на кулон Дж / Кл .
Формулы
В этом разделе мы познакомим вас с двумя важными формулами для электрического потенциала определенных распределений электрических зарядов. Мы также кратко обсудим аналогию между электрическим потенциалом и гравитацией.
Пластинчатый конденсатор
Мы рассматриваем ситуацию, когда две плоские пластины расположены параллельно на расстоянии d друг от друга. Кроме того, пусть одна из двух пластин заряжена положительно, а другая — отрицательно. Такая комбинация также называется пластинчатым конденсатором. Обозначим точку на положительной пластине через A, а точку на отрицательной пластине через B. Тогда для разности потенциалов между этими двумя точками получим:
Здесь E — величина электрического поля между двумя пластинами, которое предполагается однородным. Такая разность потенциалов также называется электрическим напряжением, которое существует между этими двумя точками.
Из этого уравнения видно, что электрический потенциал на положительно заряженной пластине (пластина A) выше, чем потенциал на отрицательно заряженной пластине (пластина B). Поэтому положительный заряд в пластинчатом конденсаторе перемещается к отрицательной пластине. В общем случае электрическое поле — а значит, и направление движения положительного заряда — направлено в ту сторону, в которой электрический потенциал убывает быстрее всего.
Рис. 1. Пластинчатый конденсатор
Аналогия с гравитационным полем
Если умножить уравнение (приведенное выше в статье) на величину электрического заряда q пробного электрического заряда и предположить, что отрицательно заряженная пластина имеет электрический потенциал, равный нулю, то электрическая потенциальная энергия на расстоянии h от пластины равна:
Eпот. эл = q * φ = q * E * h
Здесь φ обозначает электрический потенциал в точке пробного электрического заряда.
Сравним это уравнение с потенциальной энергией в однородном гравитационном поле:
Eпот. гр = m * g * h .
Мы определяем, что количество заряда электрического q играет роль массы m, а величина электрического поля E играет роль гравитационного ускорения g. Масса, находящаяся на высоте h над землей, ускоряется по направлению к земле под действием земного притяжения.
Таким образом, масса движется в том направлении, в котором уменьшается ее потенциальная энергия. Аналогично, положительный электрический заряд движется в направлении, в котором его электрическая потенциальная энергия будет уменьшаться. Поскольку электрическая потенциальная энергия и электрический потенциал линейно связаны, это наблюдение аналогично тому, что положительно заряженная частица движется в направлении уменьшения электрического потенциала.
Рис. 2. Аналогия с гравитационным полем
Подобно потенциальной энергии, только разность потенциалов имеет физический смысл, поскольку при определении электрического потенциала необходимо произвольно определить точку отсчета, от которой затем можно обозначить другие точки в пространстве. В этом смысле электрический потенциал сам по себе не имеет реального физического смысла, поскольку для данной точки в пространстве его значение можно изменить, выбрав другую точку отсчета. Таким образом, электрический потенциал ведет себя подобно высоте, потому что вы не можете говорить о высоте, пока у вас нет точки отсчета.
На топографической карте — пути, вдоль которых высота не меняется, называются изолиниями. Аналогично, пути, вдоль которых электрический потенциал постоянен, называются эквипотенциальными линиями.
Заряженные частицы
Предположим, что частица с зарядом q находится в начале выбранной нами системы координат. Пусть положение другой точки равно r и пусть r — расстояние между двумя точками. Для электрического потенциала в точке r действует следующее соотношение:
φ (r) = q / 4 * π * ε0 * r ,
здесь ε0 — электрическая постоянная.
В этом уравнении предполагается, что под действием электрического поля положительный пробный электрический заряд переносится из бесконечности в положение r.
Примеры задач
Наконец, давайте вместе рассчитаем небольшой пример. Предположим, что электрон ускоряется от отрицательно заряженной пластины к положительно заряженной через разность потенциалов 2000 В. Как изменяется потенциальная энергия электрона?
Для разности электрических потенциалов между двумя пластинами: φB — φA = ΔEпот / q , преобразованной в искомое изменение потенциальной энергии, получаем:
Величина электрического заряда электрона равна qe = e = — 1,6 * 10 -19 Кл и поэтому получаем:
ΔEпот = e * ( φB — φA ) = — 1,6 * 10 -19 Кл * 2000 В = -3,2 * 10 -19 Дж.
Обратите внимание, что [ В ] = Дж / Кл. Кроме того, мы предположили, что пластина с точкой B заряжена положительно, поэтому перед 2000 В нет знака минус. Расчет показывает, что потенциальная энергия электрона уменьшается.
потенциальная функция, понятие, характеризующее широкий класс физических силовых полей (электрическое, гравитационное и т.п.) и вообще поля физических величин, представляемых векторами (поле скоростей в жидкости и т.п.). В электростатическое поле П. вводится как вспомогательная функция, пространственные производные которой — компоненты напряжённости электрического поля в данной точке; в гидродинамике — компоненты скорости в данной точке и т.п. При этом П. в ряде случаев имеет и др. важный физический смысл. Так, в электростатическом поле он численно равен энергии, необходимой для удаления единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность (с обратным знаком).
В общем случае П. векторного поля а (х, у, z) — скалярная функция u (х, у, z), такая, что а = grad u, т. е.
Для поля тяготения, образованного помещенной в точку A (ξ, η, ξ) точечной массой m, П. (ньютонов П.) имеет в точке Р (х, у, z) вид:
П. u (х, у, z) — непрерывная функция во всём пространстве вместе со своими частными производными 1-го порядка; вне тела объёма Т функция u (х, у, z) удовлетворяет Лапласа уравнению (См. Лапласа уравнение), внутри — Пуассона уравнению (См. Пуассона уравнение).
Если притягивающие массы распределены с плотностью ρпов по поверхности S (простой слой), то П. образованного ими поля выражается интегралом
П. простого слоя υ(x, у, z) — непрерывная во всём пространстве функция; при пересечении поверхности S нормальная производная функции ω(х, у, z) испытывает разрыв, равный 4πG/ρпов. Неограниченно сближая две поверхности, на которых расположены простые слои с плотностями ρпов и —ρпов, и одновременно увеличивая ρпов до бесконечности, но так, чтобы был конечным предел
П. двойного слоя ω(х, у, z) — непрерывная функция во всём пространстве вне S; при пересечении поверхности S функция ω(х, у, z) испытывает разрыв, равный 4πGμ. Функции υ(х, у, z) и ω(х, у, z) удовлетворяют уравнению Лапласа.
Если тело объёма Т — бесконечный цилиндр с поперечным сечением D и плотность ρ вещества цилиндра постоянна вдоль каждой прямой, параллельной образующим цилиндра, то формула (2) приводит к понятию логарифмического потенциала:
В виде суммы П. простого и двойного слоев может быть представлена любая гармоническая функция (См. Гармонические функции); этим объясняется важность теории П.
Лит.: Гюнтер Н. М., Теория потенциала и её применение к основным задачам математической физики, М., 1953; Сретенский Л. Н., Теория ньютоновского потенциала, М. — Л., 1946; Тамм И. Е., Основы теории электричества, 7 изд., М., 1957; Идельсон Н. И., Теория потенциала с приложениями к теории фигуры Земли и геофизике, 2 изд., Л. — М., 1936.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .
Полезное
Смотреть что такое "Потенциал" в других словарях:
потенциал — ресурсы, заряд, резерв, запас, (внутренние, жизненные) резервы, возможности, биопотенциал Словарь русских синонимов. потенциал см. возможности Словарь синонимов русского языка. Практический справочник. М.: Русский язык … Словарь синонимов
потенциал — а, м. potentiel m. , нем. Potential <лат. potentia сила, мощность. 1. Величина, характеризующая запас энергии тела, находящегося в данной точке поля (электрического, магнитного). Потенциал водорода. Потенциал магнитный. Разница потенциалов.… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ПОТЕНЦИАЛ — (физ.) в учении об электричестве так называется величина электрического состояния на поверхности проводника, имеющая большое сходство с тем, что в учении о теплоте называется температурою, и измеряющая напряжение электрич. на проводниках. Словарь … Словарь иностранных слов русского языка
ПОТЕНЦИАЛ — (потенциальная функция) (от лат. potentia сила), хар ка векторных полей, к к рым относятся мн. силовые поля (эл. магн., гравитационное), а также поле скоростей в жидкости и т. п. Если П. векторного поля а(r) скалярная ф ция j(r), такая, что… … Физическая энциклопедия
потенциал — электрический потенциал данной точки Разность электрических потенциалов данной точки и другой определенной, произвольно выбранной точки. [ГОСТ Р 52002 2003] потенциал Общий термин, означающий предельную возможность или способность какой то… … Справочник технического переводчика
ПОТЕНЦИАЛ — ПОТЕНЦИАЛ, потенциала, муж. (от лат. potentia сила, возможность). 1. Физическое понятие, характеризующее величину потенциальной энергии в определенной точке пространства (физ., тех.). Потенциал силы притяжения. Разность потенциалов. 2. перен.… … Толковый словарь Ушакова
ПОТЕНЦИАЛ — (от латинского potentia сила), источники, возможности, средства, запасы, которые могут быть использованы для решения какой либо задачи, достижения определенной цели; возможности отдельного лица, общества, государства в определенной области… … Современная энциклопедия
ПОТЕНЦИАЛ — (потенциальная функция) понятие, характеризующее широкий класс физических силовых полей (электрических, гравитационных и т. п.) и вообще поля физических величин, представляемых векторами (поле скоростей жидкости и т. п.). В общем случае потенциал … Большой Энциклопедический словарь
ПОТЕНЦИАЛ — (от лат. potentia сила) источники, возможности, средства, запасы, которые могут быть использованы для решения какой либо задачи, достижения определенной цели; возможности отдельного лица, общества, государства в определенной области (напр.,… … Большой Энциклопедический словарь
потенциал — 1. В физике величина, характеризующая в данной точке силовое поле электрическое, магнитное, гравитационное и пр. Соответственно различаются потенциал электрический, магнитный и пр. 2. Совокупность наличных средств, возможностей в некоей области,… … Большая психологическая энциклопедия
3. перен. Книжн. Совокупность всех средств, запасов, источников, которые могут быть использованы в случае необходимости с какой-л. целью. Экономический потенциал государства. Военный потенциал (ресурсы для ведения войны).
[От лат. potentia — сила]
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
ПОТЕНЦИА'Л, а, м. [от латин. potentia — сила, возможность]. 1. Физическое понятие, характеризующее величину потенциальной энергии в определенной точке пространства (физ., тех.). П. силы притяжения. Разность потенциалов. 2. перен. Совокупность средств, условий, необходимых для ведения, поддержания, сохранения чего-н. (нов. полит.). П. войны (рессурсы для ведения войны). Нет теперь более актуальной и благородной задачи как для больших, так и для небольших стран, чем посильное содействие организации, укреплению и неприкосновенности всего потенциала мира. Литвинов.
потенциа́л
1. физ. величина, характеризующая запас энергии тела, находящегося в данной точке поля
2. перен. совокупность всех имеющихся возможностей, средств в какой-либо области, сфере
Делаем Карту слов лучше вместе
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я обязательно научусь отличать широко распространённые слова от узкоспециальных.
Насколько понятно значение слова биополе (существительное):
Ассоциации к слову «потенциал»
Синонимы к слову «потенциал»
Предложения со словом «потенциал»
- Определение творческого потенциала человека важно и необходимо, поскольку наличие творческих способностей во многом определяет тип личности самого человека, характер его жизнедеятельности и мировоззрения.
Сочетаемость слова «потенциал»
Потенциа́л поко́я — мембранный потенциал возбудимой клетки (нейрона, кардиомиоцита) в невозбужденном состоянии. Он представляет собой разность электрических потенциалов, имеющихся на внутренней и наружной сторонах мембраны и составляет у теплокровных от −55 до −100 мВ. У нейронов и нервных волокон обычно составляет −70 мВ.
По́стсинапти́ческий потенциа́л (ПСП) — это вре́менное изменение потенциала постсинаптической мембраны в ответ на сигнал, поступивший с пресинаптического нейрона. Различают.
Мембранный потенциал, также трансмембранный потенциал или напряжение мембраны, иногда потенциал Нернста — разница в электрическом потенциале (электрический градиент), возникающая между зарядами внутренней и внешней стороны полупроницаемой мембраны (в частном случае мембраны клетки). Что касается внешней поверхности клетки, то типичные значения мембранного потенциала для неё располагаются в диапазоне от -40 мВ до -80 мВ.
Афоризмы русских писателей со словом «потенциал»
- Отдельные люди бывают хороши, человечество… — во все времена отвратительно. Его умственно-моральный потенциал безнадежно не соответствует чуду его физиологической сути. Во все времена человечество делилось на одиночек, заслуживающих звания людей, и на массу болельщиков.
Дополнительно
Предложения со словом «потенциал»
Определение творческого потенциала человека важно и необходимо, поскольку наличие творческих способностей во многом определяет тип личности самого человека, характер его жизнедеятельности и мировоззрения.
Колонисты, которым приходилось на протяжении четырёхсот лет бороться с враждебными биосферами, терраформировать чуждые планеты, на самом деле имели не только промышленные базы, но и огромный потенциал развития.
По мнению гуманистических психологов, человеческим потенциалом обладает каждый человек, индивидуальные же различия состоят лишь в степени его раскрытия, или личностной зрелости.
Первое. Потенциал может быть не только у электрического поля, но и у гравитационного (например) .
Второе. Сам по себе потенциал мало кому нужен, это величина довольно условная. И определяется как работа, которую надо совершить, чтоб удалить объект из данной точки в бесконечность (где взаимодействие этого объекта - заряда или массы - с источником поля уже можно считать нулевым) .
А вот что таки да, ИМЕЕТ значение, - так это РАЗНОСТЬ потенциалов. Потому как именно разность потенциалов между двумя точками и есть та реальная работа, которую надо затратить или можнополучить, когда заряд (или тело) перемещается из одной точки в другую. Во-первых, это то, что можно измерить, потому что не надо отправляться на бесконечность. Обе точки - вот они. Во-вторых, это то, что практически и надо. Это работа, которую надо совершить, чтоб занести рояль на пятый этаж (массу рояля надо умножить на разность потенциалов гравитационного поля между первый и пятым этажами) . Это работа, которую надо совершить, чтоб пропихнуть вот этот заряд через вот эту цепь (величина заряда на разность потенциалов электрического поля на двух концах цепи) .
Описание "Потенциал показывает какой потенциальной энергией будет обладать единичный положительный заряд, помещенный в данную точку электрического поля" - НЕВЕРНОЕ описание. Потому что потенциал ВСЕГДА определяется ОТНОСИТЕЛЬНО ЧЕГО-ТО. Относительно другой точки. То есть хотя бы формально (а на самом деле и практически) должно быть указано, относительно какой точки определяется или измеряется потенциал. В формальном определении за эту вторую точку принимается бесконечность. Потому что вот этот единичный положительный заряд, как и гиря в 1 кг, потенциальной энергией обладает не "вообще", а только относительно отсчётного уровня. С гирей это особенно наглядно проявляется - относительно пола у неё одна потенциальная энергия, а относительно первого этажа (напомню, мы уже добрались до пятого) - совсем другая.
Это работа, которую тело или накопленная энергия могут выполнить.. или сама энергия.
Камень на высоте может упасть и разбить что-то, это тоже "работа",сжатый газ может согреть еду или машинный двигатель заставит работать.. они все обладали потенциалом в моих примерах.
Да, формулировка правильная.. разность потенциалов и позволяет двигаться электрону или другой частице и обеспечить ток.. говорю примитивно чтоб мозг не вынести..
Мне кажется по простому что у этого человека есть вероятность чего то достигнуть выдающего именно в физике.
Если попросту, то напор воды - потенциал, давление сжатой (ну или растянутой) пружины - тоже потенциал.
Потенциал, это работа, совершаемая силами поля, при переносе единичного заряда из данной точки поля в бесконечность.
потенциал - скалярная физическая величина, равная отношению потенциальной энергии, которой обладает пробный положительный заряд, помещённый в данную точку поля, к значению этого заряда
Разность потенциалов между нулевым потенциалом проводника и
отрицательным, или положительным потенциалом источника тока рождает ЭДС.
Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии заряда. Потенциал электростатического поля
- энергетическая характеристика поля в данной точке. Потенциал не зависит от величины заряда, помещенного в это поле.
Потенциал электростатического поля
Т. к. потенциальная энергия зависит от выбора системы координат, то и потенциал определяется с точностью до постоянной.
потенци а л, потенциала, муж. (от лат. potentia - сила, возможность).
1. Физическое понятие, характеризующее величину потенциальной энергии в определенной точке пространства (физ., тех.). Потенциал силы притяжения. Разность потенциалов.
Словарь Военных Терминов
средства, запасы, источники, возможности, которые имеются в наличии и могут быть использованы для достижения определённых целен, решения каких-либо задач. В военной теории П. определяется как совокупность материальных и духовных возможностей государстча, коалиции государств, вооружённых сил, которые могут быть использованы для достижения целен войны. Различают П. боевой, военный, морально-политический, научный, социальный, экономический н др. Каждый из них имеет количественные и качественные показатели; все они взаимосвязаны и взаимообусловлены. Реализация П. осуществляется посредством деятельности политического и военного руководства, народных масс, войск.
Начала Современного Естествознания. Тезаурус
(от лат. potentia — сила)
1) в широком смысле — источники, возможности, средства, запасы, которые могут быть использованы для решения каких-либо задач, достижения определенной цели;
2) (в физике) понятие, характеризующее поля каких-либо физических величин (электрических, электромагнитных, гравитационных, термодинамических и т. д.), представляемое скалярами или векторами.
Краткий словарь оперативно-тактических и общевоенных терминов
Читайте также: