potentiel électrostatique est important dans la compréhension des systèmes physiques. Calcul de potentiel électrostatique nécessite la multiplication, la manipulation de l'exposant et "lecture" préfixes unitaires. Le calcul le plus fondamental de potentiel électrostatique est que, pour une charge ponctuelle unique.
Instructions
1 Définir potentiel électrostatique par rapport au problème donné. potentiel électrostatique est mesurée en volts - travail par unité de charge - nécessaire pour déplacer une charge à une certaine distance quand il subit une force électrique due à d'autres charges (s). unités de tension sont J / C, avec J correspondant à joules (énergie) et C correspondant à coulombs (charge). Pour vérifier les progrès, garder les unités organisées et cohérentes. Tensions de 5 coulombs ou 16m de mesure du potentiel électrostatique sont des drapeaux rouges que quelque chose ne va pas dans le calcul.
2 Utilisez la formule V1 = k
q1 / d1 pour une particule de charge q1 qui a électrostatique potentiel V1 à distance d1, où k est une constante égale à 8.987e9 J m / C ^ 2. Énergie potentielle électrique entre deux particules de charges q1 et q2 est U (1,2) = q2 V1 = k q2 * q1 / d, où d est la distance entre les deux points.
3 Calculer V (a) = k * q (a) / j pour trouver le potentiel électrostatique 5 nanomètres (5 nm) de distance. Considérez particules avec une charge de 4e, où e est la charge élémentaire, alors e = 1.602E-19 coulombs (C).
4 Normaliser unités. Depuis 4E = 4
1.602e-19 = 6.408e-19 C. Distance de 5 nm = 5E-9 mètres (5e-9 m). Par conséquent, V (a) = 8.987e9 6.408e-19 / (5e-9). Le calcul montre que V (a) = 1,152 volts.
5 Vérifier la cohérence de l'unité. potentiel électrostatique a des unités J / C. L'expression «k q (a) / d» comprend des unités [J m / C ^ 2] [C / m]. Les unités mètre (m) annuler, donnant (J C / C ^ 2). Un du dénominateur (en bas) les termes "C" annulent avec le "C" dans le numérateur (en haut) de la fraction, laissant J / C. Cela correspond à la tension (V) unités, comme prévu.
Conseils et avertissements
- Aux fins du présent article, la notation entre parenthèses dans les variables ne signifie pas la multiplication. Par exemple, le potentiel électrostatique est notée V et une particule donnée peut être étiqueté comme «a». Normalement, une expression comme V (a) signifierait "V multiplié par un", tout comme 3 (4) = 3 * 4 = 12. Toutefois, ici, la notation telle que V (a) ou en U (a, b) signifie "potentiel électrostatique V de la particule a" et "l'énergie potentielle U a» des particules et "b". "
- Des appareils tels que nanomètres ou picomètres utilisent préfixes indiquant un exposant numéroté. "Nano" correspond à 10 ^ -9 (un milliardième) et "pico" correspondant à 10 ^ -12 (un trillion). Par exemple, trois nanomètres correspondent à 3 * (10 ^ -9) ou de manière équivalente, 3e-9 mètres. "Unités métriques" UNC détails préfixes métriques et leurs exposants correspondants.