دعونا ننظر في العلاقة بين التوتر والقدرات فيمجال كهربائي. لنفترض أن لدينا جسمًا مشحونًا إيجابيًا. هذه الهيئة محاطة بمجال كهربائي. سننقل إلى هذا الحقل شحنة موجبة ، أثناء نقل العمل الذي سيتم تنفيذه. ويتناسب حجم هذا العمل بشكل مباشر مع حجم الشحنة ويعتمد على مكان نزوحه في الحقل. إذا أخذنا نسبة قيمة العمل المثالي A إلى قيمة الشحنة المحولة q ، فإن مقدار A / q هذا الارتباط لا يعتمد على قيمة الشحنة التي يتم نقلها ، ولكن يعتمد فقط على اختيار نقاط الإزاحة ، ولا يؤثر شكل المسار.
نحن نقدم تهمة في هذا المجال ، ونقلها مننقطة بعيدة بلا حدود تعادل شدة مجالها الصفر. وسيعتمد حجم العلاقة بين العمل الذي يتعين القيام به ضد قوى المجال الكهربائي إلى مقدار الشحنة التي يتم نقلها فقط على موضع آخر نقطة نزوح. ونتيجة لذلك ، تعمل هذه القيمة على تمييز هذه النقطة من الحقل.
القيمة ، التي تقاس بنسبة العمل ،الذي يتم تنفيذه عندما يتم نقل الشحنة الموجبة إلى نقطة معينة من المجال من اللانهاية ، فإن المجال المحتمل يسمى قيمة الشحنة التي تتحرك.
ويمكن ملاحظة أنه من خلال التعريف ، تكون الإمكانية الحقلية عند نقطة معينة مساوية للعمل الذي يحدث عندما تنتقل الشحنة الموجبة إلى نقطة معينة من اللانهاية.
يتم الإشارة إلى قيمة الإمكانية بواسطة الحرف φ:
A = A / ف
الاحتمال هو العددية.إن إمكانات كل نقطة في مجال جسم مشحونة إيجابيا لها قيمة إيجابية ، وإمكانات المجال للجسم بشحنة سالبة لها قيمة سالبة.
دعونا نبرهن على أن العلاقة المتبادلة بين حجم العمل الذي يحدث عندما يتم نقل الشحنة الموجبة إلى قيمة الشحنة المحولة تساوي الفرق في إمكانات نقاط الإزاحة.
الفرق المحتمل بين نقطتين مختلفتين من الحقل ،في هذه الحالة ، تسمى قوة المجال بين هذه النقاط. إذا كان جهد الحقل مدلولًا بالحرف U ، فإن العلاقة بين القوة والإمكانات يتم التعبير عنها بواسطة المعادلة:
U = φ₁ - φ₂
في هذا التعريف ، فإن الاحتمال هو لانهائيستكون نقطة بعيدة صفر. في هذه الحالة نقول أن نقطة الصفر المحتملة يمكن أن تكون نقطة تعسفية للحقل ، واختيارها تقليدي تمامًا. لا يعتمد الاختلاف المحتمل لنقطتين تعسفيتين في الحقل على النقطة المختارة للإمكانية الصفرية.
في الأعمال النظرية ، نقطة الصفر المحتملة هي نقطة بعيدة بشكل لا نهائي. وعمليا - أي نقطة على سطح الأرض.
وهكذا ، فإن الإمكانات في الفيزياء هي الكمية التي تقاس بنسبة العمل عند نقل شحنة موجبة من سطح الأرض إلى نقطة معينة من الحقل إلى قيمة شحنة معينة.
العلاقة بين التوتر والعبارات المحتملةسمة من المجال الكهربائي. وإذا كان التوتر يعمل كخاصية القوة الخاصة به ويسمح بتحديد حجم القوة التي تعمل على الشحنة في نقطة اعتباطية في هذا المجال ، فإن الإمكانات هي خصائص الطاقة الخاصة به. من الإمكانات في نقاط مختلفة من المجال الكهربائي ، يمكننا تحديد حجم العمل على نقل الشحنة باستخدام الصيغ:
A = qU أو A = q (φ₁ - φ₂) ،
حيث q هو مقدار الشحنة ، U هو الجهد بين نقاط المجال و φ₁ ، و φ₂ هو احتمال نقاط الإزاحة.
دعونا ننظر في العلاقة بين القوة والمحتملة في مجال كهربائي وحيد القيمة. يكون الإجهاد E في أي نقطة من هذا المجال هو نفسه ، وبالتالي تكون القوة F التي تعمل على وحدة الشحن هي نفسها وتساوي E. يتبع ذلك أن القوة التي تعمل على الشحنة q في حقل معين تساوي F = qE.
إذا كانت المسافة بين نقطتين في مثل هذا الحقل تساوي d ، فعندما تتحرك الشحنة ، سيتم العمل:
A = Fd = gEd = g (φ₁-φ₂)،
حيث φ₁-φ₂ هو فرق الجهد بين نقاط المجال.
من هنا:
E = (φ₁-φ₂) / d ،
أي ستكون شدة المجال الكهربي المتجانس مساوية للفرق المحتمل ، والذي لكل وحدة طول ، والذي يؤخذ على طول خط قوة حقل معين.
على مسافات صغيرة، وتعرف العلاقة بين القوة والقدرة بالمثل وفي حقل غير منتظم، لأن أي مجال بين نقطتين متباعدة عن كثب يمكن اتخاذها لموحدة.
