電位差の2つの定義の間の接続は何ですか?

Jahanvi 07/15/2017. 2 answers, 28 views
potential work potential-energy voltage definition

電位差の概念を導入したとき、パイプを通って2つのビーカー間の水の流れの例が与えられました。 より多くの水量を有するビーカーから、より少ない水量を有する第2のビーカーにパイプを通って水が流れる。

私は理解した。 一方のビーカーにはより多くの水があるので、他方のビーカーに流れます。 私は、電池の一方の端子にはより多くの電子があり、もう一方の端子にはより少ない電子が存在するので、電子が流れると考えました。 これは潜在的な違いとして理解しやすいものでした。 しかし、この定義は次のようになりました。「潜在的な差異は、あるポイントから別のポイントに料金を移す作業です。

私は2つの概念が互いにどのように関連しているのか見当たりません。 そして第2の定義がその用語の実際の意味であるならば、それは電子によって行われる仕事なので、それが電流を流す方法を見逃す。 それは電荷の流れの理由を提供しません。 誰かが私にこれを説明することができますか?

2 Answers


Farcher 07/15/2017.

水回路のアナロジーを使用すると、水の量は電荷に相当し、液体の高さの差は$ h $の電位差に相当します。
回路内の水ポンプにエネルギーが供給され、電気化学反応を利用して同等のセルで水の電位(エネルギー)を上昇させて、移動電荷キャリアの電位(エネルギー)を上昇させる。

水上ポンプの水量を垂直高さ$ h $にすると、作業量は$ gh $になるので、上部と下部の水の電位差は$ gh $です。
$ V $の化学エネルギーの量を犠牲にして、負の端子から正の端子に行くときに、セルは単位正の電荷の可能性を増加させる。 $ V $は2つのセル端子間の電位差と呼ばれます。

$ h_1 $と$ h_2 $と$ h_1> h_2 $との異なるheightsの水で満たされた接続されたビーカーの例は、2つのコンデンサが接続されており、各コンデンサのプレート間の電位差が$ V_1 $ V_1> V_2 $の$と$ V_2 $があります。
ビーカーの最終状態は、水がビーカー1からビーカー2に流れ込み、コンデンサーの最終状態は、各コンデンサーの電位差が同じであるので、ビーカー内の水の水準は同じであるコンデンサ1からコンデンサ2へと流れる。


probably_someone 07/15/2017.

あなたの混乱は、流体の類推の誤解に由来します。 流体の類推では、システム内の唯一の仕事は重力によって行われ、潜在的な潜在力は重力ポテンシャル(すなわち高さ)です。 あなたが水を流すための道を与えれば、可能な限り低い高さに流れます。 同様に、電子を流す導電パスを与えると、それらは可能な限り低い電位まで流れます。 この意味での潜在的な違いは、高さの違いと似ています。

他の意味では、流体の類推における潜在的な差異は、ある点から別の点に移動するときに単位質量の流体に対して行われる仕事の量である。 この作業は重力によって、または重力に抗して行われるため、水の高さのみに依存するので、類推は一貫しています。 同様に、電位差は、1つの場所から別の場所に移動するときに単位充電で行われる作業の量です。

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