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電路中電位的定理定律及其電位的計算公式

發(fā)布時間:2023-10-19
在靜電學(xué)里,電勢(又稱為電位)定義為:處于電場中某個位置的單位電荷所具有的電勢能。電勢只有大小,沒有方向,是標量,其數(shù)值不具有絕對意義,只具有相對意義。
(1)單位正電荷由電場中某點a移到參考點o(即零勢能點,一般取無限遠處或者大地為零勢能點)時電場力做的功與其所帶電量的比值。
所以φa=ep/q。在國際單位制中的單位是伏特(v)。
(2)電場中某點相對參考點o電勢的差,叫該點的電勢。
“電場中某點的電勢在數(shù)值上等于單位正電荷在那一點所具有的電勢能”。
公式:ε=qφ(其中ε為電勢能,q為電荷量,φ為電勢),即φ=ε/q
在電場中,某點的電荷所具的電勢能跟它的所帶的電荷量之比是一個常數(shù),它是一個與電荷本身無關(guān)的物理量,它與電荷存在與否無關(guān),是由電場本身的性質(zhì)決定的物理量。
電勢是描述靜電場的一種標量場。靜電場的基本性質(zhì)是它對放于其中的電荷有作用力,因此在靜電場中移動電荷,靜電場力要做功。但靜電場中沿任意路徑移動電荷一周回到原來的位置,電場力所做的功恒為零,即靜電場力做功與路徑無關(guān),或靜電場強的環(huán)路積分恒為零。
靜電場的這一性質(zhì)稱為靜電場的環(huán)路定理。根據(jù)靜電場的這一性質(zhì)可引入電勢來描述電場,就好像在重力場中重力做功與路徑無關(guān),可引入重力勢描述重力場一樣。電場中某一點的電勢定義為把單位正電荷從該點移動到電勢為零的點,電場力所做的功。通常選擇無限遠點的電勢為零,因此某點的電勢就等于把單位正電荷從該點移動到無限遠,電場力所做的功,表示為:
電勢的單位為v(伏),1v=1j/c(1焦/庫)。靜電場中電勢相等的點構(gòu)成一些曲面,這些曲面稱為等勢面。電力線總是與等勢面正交,并指向電勢降低的方向,因此靜電場中等勢面的分布就繪出了電場分布。電勢雖然是引入描述電場的一個輔助量,但它是標量,運算比矢量運算簡單,許多具體問題中往往先計算電勢,再通過電勢與場強的關(guān)系求出場強。電路問題中電勢和電勢壓(即電壓)是一個很有用的概念。電勢是普遍描述電場的電磁勢的特例。
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