Wat is het verband tussen de twee definities van spanning van potentiaalverschillen?

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

Toen we kennis maakten met het concept van potentiaalverschillen, kregen we het voorbeeld van waterstroming tussen twee bekers door een pijp. Water stroomt door de buis vanuit een beker met een grotere hoeveelheid water naar een tweede beker met een lagere hoeveelheid water.

Ik begreep het. Er zit meer water in een beker zodat het naar de andere beker stroomt. Toen dacht ik dat er meer elektronen aan één aansluiting van de batterij zijn en minder elektronen aan de andere aansluiting, elektronen stromen. Dit was gemakkelijk te begrijpen als mogelijk verschil. Maar toen kwam deze definitie: "Potentieel verschil wordt gedefinieerd als het werk dat wordt verricht om een ​​lading van het ene naar het andere punt te verplaatsen".

Ik kan niet vinden hoe de twee concepten met elkaar te maken hebben. En als de tweede definitie de werkelijke betekenis van de term is, dan zie ik niet hoe deze stroom kan laten stromen, omdat het het werk is dat door een elektron wordt gedaan. Het geeft geen reden voor de stroom van lading. Alsjeblieft kan iemand me dit uitleggen.

2 Answers


Farcher 07/15/2017.

Wanneer u de analogie van het watercircuit gebruikt, is het watervolume equivalent aan de lading en is het verschil tussen de hoogten van vloeibare $ h $ gelijk aan het potentiaalverschil.
Een waterpomp in het circuit levert energie en verhoogt de potentiaal (energie) van het water met de equivalente cel met behulp van een elektrochemische reactie om de potentiaal (energie) van mobiele ladingdragers te verhogen.

De waterpomp in het verhogen van de watermassa een verticale hoogte $ h $ zal $ gh $ hoeveelheid werk doen en dus is het verschil in het potentieel tussen het water aan de bovenkant en de onderkant $ gh $.
De cel verhoogt het potentieel van positieve eenheidskosten wanneer ze van de negatieve terminal naar de positieve terminal gaat ten koste van $ V $ hoeveelheid chemische energie. $ V $ wordt het potentiaalverschil tussen de twee celterminals genoemd.

Je geconnecteerde bekerglazen bijvoorbeeld gevuld met verschillende heights van water, bijvoorbeeld $ h_1 $ en $ h_2 $ met $ h_1> h_2 $, komt overeen met twee condensatoren die zijn verbonden en het potentiaalverschil over de platen van elke condensator die anders is, zegt $ V_1 $ en $ V_2 $ met $ V_1> V_2 $.
De uiteindelijke toestand van de bekers zal het niveau van water zijn dat hetzelfde is in elke beker omdat water uit beker 1 naar beker 2 is gestroomd en de uiteindelijke toestand voor de condensatoren de potentiaalverschillen zijn over elk van de condensatoren, dezelfde omdat lading is gestroomd van condensator 1 naar condensator 2.


probably_someone 07/15/2017.

Je verwarring komt voort uit een verkeerd begrip van de vloeibare analogie. In de vloeistof-analogie wordt het enige werk in het systeem gedaan door zwaartekracht, het ad-potentiaal is het zwaartekrachtspotentieel (dwz de hoogte). Als je het water een pad geeft om door te stromen, zal het naar de laagst mogelijke hoogte stromen. Evenzo, als je elektronen een geleidend pad geeft om door te stromen, stromen ze naar het laagst mogelijke potentieel. Het potentiaalverschil is in deze zin analoog aan hoogteverschillen.

In de andere zin is het potentiële verschil in de vloeistofanalogie de hoeveelheid werk die wordt gedaan op een eenheidsmassa vloeistof wanneer deze van het ene punt naar het andere wordt verplaatst. Dit werk wordt gedaan door of tegen de zwaartekracht, en hangt dus alleen af ​​van de hoogte van het water, dus de analogie blijft consistent. Evenzo is het elektrische potentiaalverschil de hoeveelheid werk die wordt verricht aan een eenheidslading wanneer deze van de ene naar de andere locatie wordt verplaatst.

Related questions

Hot questions

Language

Popular Tags