Vad är kopplingen mellan de två definitionerna av spänning av potentiell skillnad?

Jahanvi 07/15/2017. 2 answers, 28 views
potential work potential-energy voltage definition

När vi introducerades till begreppet potentiell skillnad fick vi ett exempel på vattenflöde mellan två bägare genom ett rör. Vatten strömmar genom röret från en bägare som har högre mängd vatten till andra bägare som har lägre mängd vatten.

Jag förstod. Det finns mer vatten i en bägare så det flyter till den andra bägaren. Jag tänkte då eftersom det finns fler elektroner vid en terminal på batteriet och mindre elektroner vid den andra terminalen, strömmar elektronerna. Detta var lätt att förstå som en potentiell skillnad. Men då kom denna definition: "Potentiell skillnad definieras som arbetet med att flytta en avgift från en punkt till en annan punkt".

Jag kan inte hitta hur de två koncepten är relaterade till varandra. Och om den andra definitionen är den faktiska meningen med termen, så misslyckas jag med att se hur det kan orsaka strömflödet, eftersom det är arbetet som görs av en elektron. Det ger inte anledning till laddningsflödet. Vänligen kan någon förklara det här för mig.

2 Answers


Farcher 07/15/2017.

När du använder vattenkretsanalogen motsvarar volymen av vatten lika med laddningen och skillnaden mellan höjden av vätska $ h $ motsvarar potentialskillnaden.
En vattenpump i kretsen levereras energi och höjer vattnets potential (energi) med motsvarande cell med hjälp av en elektrokemisk reaktion för att höja potentialen (energi) hos mobila laddningsbärare.

Vattenpumpen i höjningsenhetens massa vatten en vertikal höjd $ h $ kommer att göra $ gh $ mängd arbete och så är skillnaden i potentialen mellan vattnet överst och botten $ gh $.
Cellen ökar potentialen för enhets positiv laddning när den går från den negativa terminalen till den positiva terminalen på bekostnad av $ V $ mängd kemisk energi. $ V $ kallas den potentiella skillnaden mellan de två cellterminalerna.

Exempel på existerande bägare som fylls med olika heights vatten, säg $ h_1 $ och $ h_2 $ med $ h_1> h_2 $, motsvarar att två kondensatorer är kopplade ihop med den potentiella skillnaden över plattorna på varje kondensator är annorlunda, säg $ V_1 $ och $ V_2 $ med $ V_1> V_2 $.
Bägarnas slutliga tillstånd är vattennivån som är densamma i varje bägare eftersom vatten har flödat från bägaren 1 till bägaren 2 och det slutliga tillståndet för kondensatorerna är de potentiella skillnaderna över var och en av kondensatorerna på samma sätt eftersom laddningen har flödat från kondensatorn 1 till kondensatorn 2.


probably_someone 07/15/2017.

Din förvirring härstammar från ett missförstånd av den flytande analogi. I fluidanalogen är det enda arbetet i systemet gjort med gravitation, adpotential är gravitationspotential (dvs höjd). Om du ger vattnet en väg att strömma genom, kommer den att flöda till lägsta möjliga höjd. På samma sätt, om du ger elektroner en ledande väg att flyta igenom, kommer de att flöda till lägsta möjliga potential. Potentiell skillnad, i denna mening, är analog med skillnad i höjd.

I motsats till annan är den potentiella skillnaden i fluidanalogen mängden arbete som utförs på en enhetsmassa av vätska när den flyttas från en punkt till en annan. Det här arbetet görs med eller mot gravitation, och det beror bara på vattnets höjd, så analogiteten förblir konsekvent. På samma sätt är elpotentialskillnaden mängden arbete som utförs på enhetsladdning när den flyttas från en plats till en annan.

Related questions

Hot questions

Language

Popular Tags