资料来源: 陈博士体育永,物理系 & 天文学、 科技大学、 普渡大学、 西拉斐特,在
电势,也被称为"电压"措施每单位电荷电势能。电场是标量,是很多的电效应的基础。潜在的能量,像什么是物理意义是电势的差异。例如,电势的空间变化被有关电场作用下,由此引出对电荷的电场力。电势之间电阻中的两个点的差异驱动电流流。
本实验将使用电压表和荧光灯管演示 (更准确地说,在空间中两点之间电势差) 产生的电场荷电球。实验将演示等势面的,垂直于电场的概念。
位于原点的点电荷 Q (r = 0) 产生潜在的电流:
(方程 1)
在距离从收费空间中任何一点 (在起源 r = 0)。方程 1还介绍了由一个均匀带电球体产生的电位 (集中在 r = 0) 与总电荷 Q 在空间的外球面 (图 1)。在这两种情况下,(其中可能是零) 的"参考"点是在无限的距离,从电荷。电势沿径向方向,是电场的方向各不相同。
对于两个点 P1和 P2距离 r1和 r2以原点 (电荷中心),这两个点之间的电位差分别是:
(公式 2)
如果点 P2是无穷远 (→∞),这减少了方程 2至方程 1。因此,还有两点间的电势差,当且仅当这两点有不同距离的起源 (电荷中心)。中心在原点的球面在这种情况下是"等位面"。请注意在这种情况下,电场 (沿径向方向) 垂直于等势面 (球)。这原来是大致如此: 等势面是垂直于电场方向。
图 1:显示连接到发电机的荷电的球的图示。伏特计用于测量电势在点"A"(距离 r 从球体中心)。
1.由于带电球体的电势
图 2: 显示连接到发电机的荷电的球的图表。荧光管用于指示管的两端之间的电位差。情况下 (a) 管面向沿径向方向;和 (b) 管是定向为的垂直于径向方向。
在步骤 1.4-1.5,可以观察电压表给类似读数,如果探针针尖保持在类似距离从原点 (即,等势面上)。然而,电压下降如果探头移动得更远以原点。阅读在 1 米和 1.5 米远的电压将约 1/2 和 1/3 的阅读在 0.5 米,分别。如果电压 V 随逆距离测量绘制了 (1/r),结果一条直线,按预期从方程 1。
电势 (电压) 是无处不在也许最常用数量的电力。它经常是更方便地使用电动电位 (这是一个标量) 比电场 (这是一个向量),即使这两个可以彼此相关。电势差用来驱动和控制电荷运动 (加速/减速/偏转收费),例如在电视屏幕或电子显微镜。电势差 (我们通常称之为电压) 也是什么驱动电流导体中的流动。每当一个测量电压,一个测量电势差两个点 (其中之一是有时一个参考点或地面定义为具有零电位) 之间。
实验的作者承认援助的加里 · 哈德逊的材料制备和 Chuanhsun 李演示视频中的步骤。
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