Điện học – Từ học

Điện thế và hiệu điện thế

Điện thế mô tả thế năng điện trên một đơn vị điện tích; hiệu điện thế quyết định độ biến thiên thế năng khi điện tích dịch chuyển.

Điện trường có thể mô tả bằng lực lên điện tích thử hoặc bằng năng lượng. Điện thế $V$ tại một điểm là thế năng điện $U$ trên mỗi coulomb điện tích dương; hiệu điện thế giữa hai điểm cho biết công của lực điện trên một đơn vị điện tích khi dịch chuyển giữa chúng.

Điện trường đều giữa hai bản

Bỏ qua hiệu ứng mép, điện trường giữa hai bản song song cách nhau $d$ gần như đều: $E=|ΔV|/d$. Điện trường hướng từ bản có điện thế cao tới bản có điện thế thấp. Độ biến thiên thế năng của điện tích $q$ là $ΔU=qΔV$.

Điện thế do một điện tích điểm gây ra tại điểm cách nó $r$ trong chân không là $V=kQ/r$ nếu chọn mốc ở vô cực; điện thế là đại lượng vô hướng nên các nguồn cộng đại số. Ví dụ, điện tích $+3.0\,\mu$C tăng thế năng bao nhiêu khi đi từ $20$ V lên $80$ V? $\Delta U=q\Delta V=(3.0\times10^{-6})(60)=1.8\times10^{-4}$ J. Nguồn điện cần cung cấp đúng lượng năng lượng ấy nếu đưa điện tích dương lên điện thế cao hơn và không có hao phí.

Tách biệt công và thế năng

Công của lực điện khi điện tích đi từ $A$ đến $B$ là $W_{A\to B}=-\Delta U=q(V_A-V_B)$. Nếu điện tích dương tự chuyển động theo chiều điện trường, thế năng giảm và điện trường làm công dương. Với điện tích âm, lực ngược chiều điện trường nên cần suy xét lại dấu thay vì chỉ nhìn chiều mũi tên. Trong điện trường tĩnh, công chỉ phụ thuộc hai điểm đầu cuối, không phụ thuộc đường đi.

Trắc nghiệm nhanh