חלק ג - הקשר בין השדה והפוטנציאל

מצגת בנושא: "חלק ג - הקשר בין השדה והפוטנציאל"— תמליל מצגת:

1 חלק ג - הקשר בין השדה והפוטנציאל
הפוטנציאל החשמלי חלק ג - הקשר בין השדה והפוטנציאל

2 משטחים שווי פוטנציאל מטען חיובי 𝑄 משרה סביבו פוטנציאל כתלות במרחק
ניתן לסמן סביבו קווים שלאורכם יש את אותו הערך לפוטנציאל באיורים נהוג לקבוע הפרש פוטנציאלים אחיד בין שני קווים סמוכים מסביב למטען נקודתי נקבל עיגולים בעלי מרכז משותף – לכל נקודה על גבי עיגול מסויים אותו המרחק מ- 𝑄 ולכן אותו הפוטנציאל מבט על: מבט צד:

3 משטחים שווי פוטנציאל אם נמקם מטען חיובי נוסף 𝑞 בסמיכות נקבל צורות מעניינות יותר... אם נמקם חלקיק בעל מטען חיובי בנקודות 𝐶, 𝐵, 𝐴 לאן הוא יזוז? במורד השיפוע! מבט על: מבט צד: 𝐴 𝐵 𝐶 𝐴 𝐵 𝐶

4 הקשר בין השדה לפוטנציאל
𝑥 𝑉 + 𝐸 כיוון הכוח (על מטען חיובי) הוא כיוון השדה מטען חיובי ינוע מפוטנציאל גבוה לפוטנציאל נמוך (בכיוון השדה החשמלי) מטען שלילי ינוע מפוטנציאל נמוך לפוטנציאל גבוה (נגד כיוון השדה החשמלי) השדה החשמלי שווה לשיעור שינוי הפוטנציאל – שיפוע הפוטנציאל נוכל לחשב את גודל השדה מהפוטנציאל כך: ∆𝑉 – הפרש פוטנציאלים בין שתי נקודות– מתח ∆𝑥 – המרחק בין שתי הנקודות 𝐸 – השדה החשמלי בין הנקודות גוף בעל מטען חיובי ירגיש כוח חשמלי הפועל עליו "במורד הגבעה" כלומר בכיוון אליו הפוטנציאל יורד - + 𝐸=− ∆𝑉 ∆𝑥

5 דוגמה – שדה אחיד =20,000 𝑁 𝐶 𝐸=− ∆𝑉 ∆𝑥 = 𝑉 𝐴𝐵 𝑑 = 60 0.003 קבל לוחות
נתונים זוג לוחות מתכתיים טעונים (𝐴 , 𝐵) כך שהמטען שבלוח 𝐵 גבוה מזה שבלוח 𝐴. בין הלוחות שורר הפרש פוטנציאלים של 𝑉 𝐴𝐵 =60 V . המרחק בין הלוחות הוא 𝑑=3∙ 10 −3 𝑚. חשבו את גודל השדה החשמלי הנוצר בין הלוחות. נציב את הגדלים בנוסחה: נשים לב שבמצב כזה נקבל קווים שווי פוטנציאל המקבילים ללוחות הטעונים קווי השדה מאונכים לקווים שווי הפוטנציאל! =20,000 𝑁 𝐶 𝐸=− ∆𝑉 ∆𝑥 = 𝑉 𝐴𝐵 𝑑 = 𝑑

6 סיכום קווים שווי פוטנציאל – קווים שלאורכם הפוטנציאל אחיד
השדה החשמלי מצביע בכיוון אליו הפוטנציאל יורד השדה החשמלי שווה לשיעור השינוי בפוטנציאל (שיפוע) מטען חיובי ינוע מפוטנציאל גבוה לפוטנציאל נמוך (בכיוון השדה החשמלי) מטען שלילי ינוע מפוטנציאל נמוך לפוטנציאל גבוה (נגד כיוון השדה החשמלי) 𝐸=− ∆𝑉 ∆𝑥

7

8 קווי שדה וקווים שווי פוטנציאל
קווי השדה מאונכים לקווים שווי הפוטנציאל מטען חיובי מטען שלילי

9 סיכום קווים שווי פוטנציאל – קווים שלאורכם הפוטנציאל אחיד השדה החשמלי מצביע בכיוון אליו הפוטנציאל יורד השדה החשמלי שווה לשיעור השינוי בפוטנציאל (שיפוע) גודל השדה החשמלי בין לוחות קבל: מטען חיובי ינוע מפוטנציאל גבוה לפוטנציאל נמוך (בכיוון השדה החשמלי) מטען שלילי ינוע מפוטנציאל נמוך לפוטנציאל גבוה (נגד כיוון השדה החשמלי) קווי השדה מאונכים לקווים שווי הפוטנציאל 𝐸=− ∆𝑉 ∆𝑥 𝐸= 𝑉 𝐴𝐵 𝑑

10

11