Tensão vs campo elétrico

Sabemos W = FS

Então W / S = F…. (1)

Agora, pela definição de diferença de potencial

PD = W / q

ou

V = W / q …… (2)

Pela definição de campo elético

E = F / q

Podemos substituir o valor da eq.1 e obter

E = W / qS

Podemos substituir o valor da eq.2 e obter

E = V / D

PROVIDO

O campo elétrico é uma força por unidade de carga. Se você integrar a força à distância, realizará o trabalho total nesse objeto. Portanto, se você integrar um campo elétrico à distância, obterá o trabalho por unidade de carga. O que significa que a operação reversa (derivada) ou desvio por um comprimento de unidade leva você ao campo elétrico novamente.

Deixe-me colocar uma analogia real da vida. Suponha que haja um fogo ardente. Se você estiver perto do fogo, está muito quente. Você se afasta um pouco, o calor é menor. Você se afasta um metro, o calor é ainda menor. Você se move 10 pés de distância, não há calor.

À medida que a distância aumenta entre você e o fogo, a intensidade do calor difere

Agora pense no campo elétrico. Quanto mais próximo o campo de origem, mais é o número de Quanto mais longe da fonte, o campo é menor

Portanto, a intensidade do campo elétrico é definida como V / l

O que é tensão? É a diferença de potencial elétrico entre dois pontos. É chamado potencial porque é uma função potencial escalar. O potencial elétrico é definido como a função potencial cujo gradiente negativo é o campo vetorial E. Alternativamente, o potencial é a integral negativa de E ponto dl ao longo do caminho L. Em ambos os casos, você pode ver que, dimensionalmente, o potencial é maior que a intensidade do campo por L.

Como você define o campo elétrico? É força por unidade de carga. Novamente, o que é unidade de força elétrica? Capacidade para mover uma carga de unidade por uma unidade de distância.

A diferença potencial V (a tensão) é a capacidade de mover uma carga unitária pelos extremos dos pontos de referência.

Portanto, se uma carga unitária se move de um ponto de referência para outro extremo de referência, é necessária energia para se mover através de cada unidade de distância.

Agora combine essas duas instruções e você obterá o campo elétrico E como tensão V dividida pela distância.

O caso de um campo elétrico constante, como entre condutores de placas paralelos carregados, é um bom exemplo da relação entre trabalho e tensão.

O campo elétrico é, por definição, a força por unidade de carga, de modo que multiplicar os tempos de campo em que a separação da placa fornece o trabalho por unidade de carga, que é, por definição, a mudança de tensão.

A mudança de

v

oltage é definido como o trabalho realizado por unidade de carga contra o campo elétrico. No caso de campo elétrico constante quando o movimento é diretamente contra o campo, isso pode ser escrito

Se a distância movida, d, não estiver na direção do campo elétrico, a expressão de trabalho envolverá o produto escalar:

No caso mais geral em que o campo elétrico e o ângulo podem estar mudando, a expressão deve ser generalizada para uma integral de linha: