Quina diferència hi ha entre camp elèctric, potencial elèctric i energia potencial elèctrica? I com es relacionen tots?


Resposta 1:

En resum:

Un camp elèctric és una regió d'influència en la qual les càrregues elèctriques poden experimentar força a causa del camp.

El potencial elèctric és el valor escalar del camp en algun moment, en relació amb algun valor zero arbitrari.

L’energia potencial elèctrica és el treball que pot realitzar una càrrega si es permet passar del potencial elèctric de la seva posició actual a una posició del camp amb potencial zero.

La força del camp elèctric és la velocitat de canvi del potencial elèctric, també conegut com a gradient potencial, que determina la força que experimentaria una càrrega en aquell moment del camp.

Per analogia:

Imagineu-vos una bola rodant lliurement per un terreny ondulat sense friccions. El terreny varia en alçada per sobre del nivell arbitrari que escolliu. Podria ser el sòl de casa, el nivell del mar o qualsevol altre nivell. Utilitzem el nivell del mar, a favor d'aquesta analogia.

El camp seria tota l'extensió de terra, en qualsevol moment en què la nostra bola experimentés alguna influència de la gravetat. La paraula "camp" significa literalment una extensió de terreny, de manera que l'analogia es troba en un bon començament.

El potencial estarà representat per l’altura del terra on es troba la pilota, respecte al nivell del mar. Terreny alt, potencial alt. Potencial inferior a terra inferior. El nivell del mar significa un potencial zero.

La força del camp és el gradient potencial, que és el pendent del sòl: la rapidesa amb què el terra puja o baixa amb cada metre recorregut horitzontalment. Una bola d’un pendent s’accelerarà sota una força en la direcció que el pendent és més gran. Si el terreny és pla, sense pendent, la bola no experimentarà cap força per accelerar-la ni desaccelerar-la (cosa que no vol dir que no es mogui; la velocitat seria constant, no necessàriament zero). Una inclinació més gran donarà lloc a una major força acceleradora a la bola.

L’energia potencial és el treball que podria fer la bola si es deixava rodar costa avall fins al nivell del mar. Potser xoca amb altres coses, donant una mica de la seva pròpia energia cinètica. Potser arriba al mar sense impediments, en aquest cas la seva energia cinètica serà qualsevol de les energies potencials que hi hagués al començament del seu descens, a causa de la conservació de l’energia. Per descomptat, potser mai no arribaria al mar, però si ho fes, la seva energia potencial inicial és el treball que hauria realitzat aquí. És per això que s’anomena energia potencial. A nivell del mar, la seva energia potencial ara és zero.


Resposta 2:

El camp elèctric és la mesura de la força elèctrica que experimentaria una càrrega en un moment determinat. La relació és linealment proporcional. El concepte de potencial elèctric absolut és una mica imprecis. La diferència potencial entre dos puntals és la mesura de l'esforç necessari per assumir la càrrega d'un punt a un altre per superar els obstacles en el camí típic de la resistència. La seva bellesa és que l'esforç necessari per assumir el càrrec és independent del que és a dir, si es tracta de cobrir 1 milla o 1000000000 milles, 1 ohm de resistència entre o .00000001 o 18554545 ohms l'esforç requerit serà el mateix. L’energia potencial elèctrica és l’energia associada al camp elèctric igual que l’energia mecànica emmagatzemada a la primavera.