กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคที่มีประจุสองอนุภาคเข้าใกล้กัน ขึ้นอยู่กับประจุที่มีอยู่ มีการอธิบายการไหลของกระแส
กระแสไฟฟ้าสามารถวัดได้โดยใช้หน่วยวัดและหน่วยต่างๆ หน่วยและการวัดเหล่านี้ถูกกำหนดและกำหนดขึ้นเพื่อช่วยในการกำหนดค่าของกระแสไฟฟ้า สองตัวเป็นสนามไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้า
สนามไฟฟ้าเทียบกับศักย์ไฟฟ้า
ความแตกต่างระหว่างสนามไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้าคือ สนามไฟฟ้าคือแรงที่กระทำโดยประจุที่อยู่รอบข้าง ในขณะที่ศักย์ไฟฟ้าเป็นตัววัดของสนามไฟฟ้า
สนามไฟฟ้าคือการวัดแรงที่กระทำโดยอนุภาคที่มีประจุ อนุภาคที่มีประจุทุกตัวมีสนามไฟฟ้าของตัวเอง และจะลดลงตามระยะห่างระหว่างอนุภาคกับจุดที่วัดแรงเพิ่มขึ้น
ศักย์ไฟฟ้าในทางกลับกันคือการวัดสนามไฟฟ้าของอนุภาค ศักย์ไฟฟ้าก็ลดลงตามระยะทางที่เพิ่มขึ้นเช่นกัน หน่วยวัดคือ โวลต์
ตารางเปรียบเทียบระหว่างสนามไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้า
| พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ | สนามไฟฟ้า | ศักย์ไฟฟ้า |
| คำนิยาม | จำนวนแรงต่อการชาร์จ | ปริมาณพลังงานต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง |
| ขนาด | ปริมาณเวกเตอร์ | ปริมาณสเกลาร์ |
| หน่วย | นิวตันต่อคูลอมบ์ | โวลต์ |
| การวัด | การวัดแรงที่กระทำโดยอนุภาคที่มีประจุบนบริเวณโดยรอบ | การวัดสนามไฟฟ้า |
| ความต่อเนื่อง | ไม่ต่อเนื่องเสมอไปแต่ไม่มีวันสิ้นสุด | ต่อเนื่องกันเสมอ |
| สัมพันธ์กับระยะทาง | ลดลงตามระยะทางที่เพิ่มขึ้น | ลดลงเมื่อเพิ่มกำลังสองของระยะทาง |
สนามไฟฟ้าคือแรงที่กระทำโดยอนุภาคที่มีประจุในบริเวณโดยรอบ มันลดลงตามระยะทางที่เพิ่มขึ้น นี่เป็นเพราะยิ่งไปกว่านั้น จุดที่มาจากอนุภาคที่มีประจุ น้อยกว่าคือแรงที่กระทำ แรงที่กระทำอาจเป็นบวกหรือลบก็ได้ ขึ้นอยู่กับประจุของอนุภาค
สูตรคำนวณสนามไฟฟ้าโดยปกติคือ
E=F/q หรือ E=Kq/r^2
ที่ไหน,
จากสูตร เราได้หน่วยของสนามไฟฟ้าเป็นนิวตันต่อคูลอมบ์(N/C) และหน่วยเอสไอของสนามไฟฟ้าคือโวลต์ต่อเมตร(V/m) ตามหน่วยเราสามารถกำหนดสนามไฟฟ้าเป็นแรงที่กระทำต่อหน่วยประจุ
สนามไฟฟ้ายังถูกอธิบายว่าเป็นสนามกายภาพหรือพื้นที่รอบ ๆ อนุภาคที่มีประจุและวัดพื้นที่ที่มีแรงกระทำ อนุภาคที่มีประจุจะสร้างแรงดึงดูดหรือน่ารังเกียจต่ออนุภาคที่มีประจุอื่นๆ ในบริเวณใกล้เคียง
นี่คือปริมาณเวกเตอร์
ศักย์ไฟฟ้าเป็นตัววัดของสนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเมื่อมีการเคลื่อนย้ายประจุจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง มันยังอธิบายว่าเป็นพลังงานหรืองานที่ทำในการย้ายประจุหนึ่งหน่วยจากจุดอนันต์ไปยังจุดบนสนามไฟฟ้าเมื่อความเร่งของอนุภาคเป็นศูนย์
สูตรศักย์ไฟฟ้าคือ
V=W/Q หรือ V=Kq/r
ที่ไหน,
จากสูตร เราสามารถหาหน่วยของศักย์ไฟฟ้าเป็นจูลต่อคูลอมบ์ (J/C) แต่หน่วย SI ของศักย์ไฟฟ้าคือ โวลต์ (V) จากหน่วย เราสามารถกำหนดศักย์ไฟฟ้าเป็นพลังงานหรืองานที่ทำต่อหน่วยประจุ
สูตรสำหรับศักย์ไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงด้วยการเปลี่ยนแปลงเช่นอนุภาคที่มีประจุและรูปร่างของของแข็งที่จะกำหนดศักย์ไฟฟ้า
ความแตกต่างระหว่างสนามไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้า
- ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสนามไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้าอยู่ในคำจำกัดความ สนามไฟฟ้าคือแรงที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุในขณะที่ศักย์ไฟฟ้าคือพลังงานหรืองานที่ทำต่ออนุภาคที่มีประจุ
- เนื่องจากสนามไฟฟ้าขึ้นอยู่กับทิศทางของแรงที่กระทำ จึงเป็นปริมาณเวกเตอร์ แต่นี่ไม่ใช่กรณีในศักย์ไฟฟ้า เนื่องจากไม่ขึ้นกับทิศทางของอนุภาคที่มีประจุหรือแรง และยังคงเป็นปริมาณสเกลาร์
- สูตรการคำนวณการวัดทั้งสองนั้นแตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีความแตกต่างในหน่วย SI ของทั้งสองเช่นกัน หน่วย SI ของสนามไฟฟ้าคือโวลต์ต่อเมตรหรือ V / m ในขณะที่หน่วย SI ของศักย์ไฟฟ้าคือโวลต์หรือเพียงแค่ V
- ตามที่คำจำกัดความแนะนำ สนามไฟฟ้าวัดแรงที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุ ศักย์ไฟฟ้าวัดสนามไฟฟ้าต่ออนุภาคที่มีประจุหรืองานที่ทำ (หรือพลังงานที่ใช้)
- ศักย์ไฟฟ้าเป็นฟังก์ชันต่อเนื่องในขณะที่สนามไฟฟ้าไม่ใช่ฟังก์ชันต่อเนื่อง มันแตกต่างกันไปในแต่ละภูมิภาคหรือจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง เนื่องจากมันขึ้นอยู่กับอนุภาคที่แรงกระทำด้วย แต่คุณค่าไม่เคยมีแนวโน้มที่จะไม่มีที่สิ้นสุด
- เมื่อแรงที่กระทำลดลงตามระยะห่างที่เพิ่มขึ้นระหว่างอนุภาคที่มีประจุหรือจุดกับอนุภาคที่มีประจุ สนามไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนผกผันกับระยะทาง ในทางกลับกัน ศักย์ไฟฟ้าจะแปรผกผันกับกำลังสองของระยะทาง (ระยะทางคือระยะห่างระหว่างจุดเริ่มต้นและจุดสุดท้าย)
บทสรุป
กระแสไฟฟ้าเป็นคำศัพท์ที่รู้จักกันดีสำหรับทุกคนที่ใช้เครื่องใช้ไฟฟ้า ที่สร้างขึ้นในปัจจุบันนี้มีการใช้งานมากมาย รวมถึงคำศัพท์ ทฤษฎี และสูตรอื่นๆ อีกมากมายที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์และประเมินผล
อนุภาคที่มีประจุทุกอันมีสนามพลังรอบตัวซึ่งออกแรงดึงดูดหรือผลักไปยังอนุภาครอบข้าง สนามนี้เรียกว่าสนามไฟฟ้า
ศักย์ไฟฟ้าคืองานที่ทำหรือพลังงานที่จำเป็นในการนำประจุหนึ่งหน่วยจากอนันต์ไปยังจุดบนสนามไฟฟ้าโดยไม่มีการเร่งเกิดขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่งก็ถือได้ว่าเป็นการวัดสนามไฟฟ้าต่อหน่วยประจุ
ศักย์ไฟฟ้าวัดเฉพาะงานที่ทำโดยไม่เร่งความเร็ว สิ่งนี้ไม่ต้องการทิศทางของประจุดังนั้นจึงเป็นปริมาณสเกลาร์ ในขณะที่สนามไฟฟ้าขึ้นอยู่กับทิศทางของแรงที่กระทำและขนาดของอนุภาคที่มีประจุ จึงเป็นปริมาณเวกเตอร์
