مقياس الطاقة الكهربائية الكامنة في دائرة كهربائية كاملة هو حيث الطاقة الكامنة الكهربائية هي طراز من الطاقة الكهروستاتيكية ، وفي هذه المقالة سوف نتحدث بالتفصيل عن طاقة الوضع الكهربائي ونوضح كل مقاييس ووحدات هذه الطاقة ، مع ذكر آلية التحويل بين وحدات هذه الطاقة الكهربائية.
ما هي طاقة الوضع الكهربائي
طاقة الوضع الكهربي (بالإنجليزية: الطاقة الكامنة الكهربية) ، وتسمى أيضًا الطاقة الكامنة الكهروستاتيكية ، هي طاقة كامنة تنتجها قوى كولوم المحافظة وترتبط بتكوين مجموعة معينة من الشحنات النقطية داخل نظام كهربائي معين ويمكن أن يكون للكائن طاقة كهربائية المحتملة بفضل عاملين أساسيين ، وهما ما يلي:[1]
- الشحنة الكهربائية للجسم.
- الموضع النسبي للجسم بالنسبة للأجسام المشحونة كهربائيًا الأخرى.
في الواقع ، يُستخدم مصطلح الطاقة الكامنة الكهربائية لوصف الطاقة الكامنة في الأنظمة ذات المجالات الكهربائية التي تتبدل بمرور الزمن ، أي الأنظمة الكهربائية التي تتبدل بمرور الزمن ، في حين يُستخدم مصطلح الطاقة في الوضع الكهروستاتيكي لوصف إمكانات الطاقة في الأنظمة ذات المجالات الكهربائية. المجالات التي تتبدل بمرور الزمن ويتم تحديد طاقة الوضع الكهربائي لنظام الشحنات النقطية مثل العمل المادي المطلوب لتجميع نظام الشحنات هذا عن طريق تقريبها إلى بعضها البعض ، والطاقة الكامنة الكهروستاتيكية في المعادلات والصيغ الرياضية هي يرمز لها بالرمز UE ، في حين يتم ترميز شحنة النقطة بالرمز q ويتم ترميز الموضع بالرمز r ، والمجال الكهربائي هو E ، والعمل الكهربائي الذي يعتمد على القوة الكهروستاتيكية لإحضار الشحنة النقطية من المرجع الوَضِع الذي يشير إليه W.
أنظر أيضا: تطبيق للقوة الدافعة الكهربائية الحثية emf
قياس الطاقة الكامنة الكهربائية في دائرة كهربائية كاملة هو
قياس الطاقة الكامنة الكهربائية في دائرة كهربائية كاملة هو جول (بالإنجليزية: Joule) ، في حين أن ما يؤثر على هذه القيمة هو المجهود الكهربائي ، حيث أن المجهود الكهربائي هو القوة الدافعة الكهربائية ، وهي كمية الطاقة التي تدفع الإلكترونات من القطب السالب إلى القطب الموجب ، وهذه الحركة ينتج عنها تحويل تحويل الكهرباء إلى أنواع أخرى من الطاقة. يُقاس المجهود الكهربائي بوحدة الفولت ، ويُرمز إلى هذه الوحدة بالرمز V أو الرمز العربي P ، في حين تُقاس طاقة المجهود الكهربي بوحدة الجول بالرمز J ، أو بوحدة الفولت الإلكتروني في الرمز eV ، ويتم التحويل بين الوحدتين عن طريق الصيغ الرياضية التي تنم عن كمية وحدة الجول بالنسبة للوحدة إلكترون فولت ، بسبب أن كل إلكترون فولت يساوي حوالي 1.602 × 10-19 الجول ، وما يلي هو القانون الرياضي المستعمل للتحويل من وحدة إلكترون فولت إلى وحدة الجول ، على النحو الاتي:[2]
القيمة بالجول = القيمة بالإلكترون فولت × 1.602 × 10-19
في حين يلي عدد من الأمثلة العملية حول آلية التحويل من إلكترون فولت إلى جول:
- المثال الأول: تحويل 4.5 ميغا إلكترون فولت إلى جول
طريقة الحل:
القيمة بالإلكترون فولت = 4.5 ميغا إلكترون فولت
القيمة بالجول = القيمة بالإلكترون فولت × 1.602 × 10-19
القيمة بالجول = 4.5 × 1.602 × 10-19
القيمة بالجول = 7.20 × 10-19 جول
4.5 ميغا إلكترون فولت 7.20 × 10-19 جول - المثال الثاني: تحويل 12 إلكترون فولت إلى وحدة جول
طريقة الحل:
القيمة في الإلكترون فولت = 12 إلكترون فولت
القيمة بالجول = القيمة بالإلكترون فولت × 1.602 × 10-19
القيمة بالجول = 12 × 1.602 × 10-19
القيمة بالجول = 1.922 × 10-18 جول
12 ميجا فولت 1.922 × 10-18 جول - المثال الثالث: حوّل 0.75 ميغا إلكترون فولت إلى جول
طريقة الحل:
القيمة في إلكترون فولت = 0.75 ميغا إلكترون فولت
القيمة بالجول = القيمة بالإلكترون فولت × 1.602 × 10-19
القيمة بالجول = 0.75 × 1.602 × 10-19
القيمة بالجول = 1.201 × 10-19 جول
0.75 ميغا إلكترون فولت 1.201 × 10-19 جول - المثال الرابع: تحويل 2.9 ميغا فولت إلى جول
طريقة الحل:
القيمة في إلكترون فولت = 2.9 ميغا إلكترون فولت
القيمة بالجول = القيمة بالإلكترون فولت × 1.602 × 10-19
القيمة بالجول = 2.9 × 1.602 × 10-19
القيمة بالجول = 4646 × 10-19 جول
2.9 ميجا فولت 4.646 × 10-19 جول
أنظر أيضا: كيف الجسم مشحون كهربائيًا
التحويل من الجول إلى إلكترون فولت من الطاقة الكامنة الكهربية
من الممكن التحويل من وحدة الجول لطاقة الوضع الكهربائية إلى وحدة الإلكترون فولت ، باستخدام الصيغ الرياضية التي تنم عن حجم وحدة الجول بالنسبة لوحدة الإلكترون فولت ، بسبب أن كل جول يساوي تقريبًا 6.241 × 1810 Electronvolt ، وفيما يلي هو القانون الرياضي المستعمل للتحويل من وحدة الجول إلى وحدة الكترون فولت ، على النحو الاتي:[3]
القيمة بوحدات الإلكترون فولت = القيمة بالجول × 6،241 × 1810
في حين يلي عدد من الأمثلة العملية حول آلية تحويل الجول إلى إلكترون فولت:
- المثال الأول: تحويل 600 جول إلى وحدة إلكترون فولت
طريقة الحل:
القيمة بالجول = 600 جول
القيمة بوحدات الإلكترون فولت = القيمة بالجول × 6،241 × 1810
القيمة في الإلكترون فولت = 600 × 6241 × 1810
القيمة بالإلكترون فولت = 3.744 س 2110 إلكترون فولت
600 جول ≈ 3.744 × 2110 إلكترون فولت - المثال الثاني: تحويل 350 جول إلى وحدة إلكترون فولت
طريقة الحل:
القيمة بالجول = 350 جول
القيمة بوحدات الإلكترون فولت = القيمة بالجول × 6،241 × 1810
القيمة في الإلكترون فولت = 350 × 6241 × 1810
القيمة في الإلكترون فولت = 2.184 س 2110 إلكترون فولت
350 جول ≈ 2184 × 2110 إلكترون فولت - المثال الثالث: تحويل 75 جول إلى وحدة إلكترون فولت
طريقة الحل:
القيمة بالجول = 75 جول
القيمة بوحدات الإلكترون فولت = القيمة بالجول × 6،241 × 1810
القيمة في الإلكترون فولت = 75 × 6241 × 1810
القيمة في الإلكترون فولت = 4.68 س 2010 إلكترون فولت
75 جول ≈ 4.68 × 2010 إلكترون فولت - المثال الرابع: تحويل 10 جول إلى وحدة إلكترون فولت
طريقة الحل:
القيمة بالجول = 10 جول
القيمة بوحدات الإلكترون فولت = القيمة بالجول × 6،241 × 1810
القيمة في الإلكترون فولت = 10 × 6،241 × 1810
القيمة في الإلكترون فولت = 6.241 س 1910 إلكترون فولت
10 جول ≈ 6241 × 1910 إلكترون فولت
أنظر أيضا: ينتج التيار الكهربائي عن طريق تبديل المجالات المغناطيسية
بنهاية هذا المقال سنكون قد عرفنا مقياس الطاقة الكهربائية الكامنة في دائرة كهربائية كاملة هو الجول ، وقد أوضحنا بالتفصيل ماهية طاقة الوضع الكهربائي ، وقد ذكرنا في الإجراءات التفصيلية طريقة التحويل بين وحدة الجول ووحدة الإلكترون فولت.
مراجع
- ^
byjus.com ، الطاقة الكهربائية الكامنة ، 21/3/2021
- ^
khanacademy.org ، المجهود الكهربائي ، 21/3/2021
- ^
Rapidtables.com ، تحويل جول إلى إلكترون فولت ، 21/3/2021
تنويه حول الاجابات لهذا السؤال مقياس طاقة الوضع الكهربائية في دائرة كهربائية كاملة هو ، هي من مصادر وموسوعات عربية حرة متداولة دائما، نحن نقوم بجلب الاجابات لجميع التساؤلات بحوالي متواصل من هذه المصادر، لذلك تابعونا لتجدو كل جديد من اجابات لاسئلة المداراس والجامعات والاسفهام حول اي سؤال ثقافي او اي كان نوعه لديكم.