전위란 무엇인가

전위는 전하가 전기장을 통해 이동할 때 필드가 수행하는 전기력의 작업을 측정하는 데 기반한 전기장의 정량적 특성입니다. 전위를 측정하기 위해 특수 장치가 사용됩니다. 검전기 및 전위계.

전하에 의해 생성된 전기장은 다음과 같은 중요한 특성을 가지고 있습니다. 전하가 내부로 이동할 때 필드 힘에 의해 수행된 작업은 초기 및 최종 운동 지점의 위치에만 의존하고 운동이 발생하는 경로에는 의존하지 않습니다. (이러한 속성을 가진 필드를 전위라고 합니다.)

따라서 임의의 지점에서 전기장은 특정 전하가 주어진 지점에서 무한대(실제로 필드가 이미 0과 같다고 간주될 수 있는 먼 지점까지)로 이동할 때 필드 힘이 수행하는 작업으로 특징지을 수 있습니다. .

이러한 특성은 필드의 주어진 지점에서의 전위이며, 이는 해당 지점에서 무한대로 양전하가 제거될 때 필드 힘이 수행하는 작업으로 표현됩니다.

이 운동이 장의 측면에 작용하는 힘의 방향으로 발생하면 이 힘은 양의 일을 하고 시작점의 전위는 양입니다. 운동이 필드 측면에 작용하는 힘을 향하면 필드 힘은 음의 일을 하고 시작점의 전위는 음입니다.

전하가 전기장에서 이동할 때 한 일은 경로에 의존하지 않고 시작점과 끝점의 위치에만 의존하므로 각 경로를 따라 A점에서 B점으로 이동할 때 한 일은 다음의 합과 같습니다. A에서 무한대로 그리고 무한대에서 B로 갈 때 작업이 수행됩니다(마지막 두 움직임도 A에서 B로의 움직임을 나타내지만 다른 경로를 통해).

즉, 단위 양전하가 A지점에서 B지점으로 이동할 때 자기장력이 한 일은 A지점과 B지점의 전위차와 같습니다.

전기장의 힘의 작용 하에서 자유 양전하는 항상 힘의 방향으로 이동하여 양의 작업을 수행합니다. 즉, 항상 더 높은 전위 지점에서 더 낮은 전위 지점으로 이동합니다. 반대로 음전하는 전위가 낮은 지점에서 전위가 높은 지점으로 이동합니다.

중력장에서 무거운 물체가 높은 전위에서 낮은 전위로 이동하는 것처럼 양전하도 높은 전위에서 낮은 전위로 이동합니다.

무거운 물체의 운동에서 중요한 것은 어느 지점에서의 절대적인 수준이 아니라 물체가 움직이는 지점 사이의 수준차이고, 전하의 운동에서 중요한 것은 전위의 크기가 아니다. 그 자체(무한대에 대해 측정됨) , 이것은 필수적이지만 전하의 이동이 발생할 수 있는 지점 사이의 전위차(예: 와이어로 연결된 지점)입니다.

따라서 모든 전기적 문제에서 역할을 하는 것은 전위가 아니라 전위차이며, 이 마지막 수량에 대해 특별한 이름이 도입됩니다. 전압 (두 지점 사이의 전위차). 실제 단위계에서 전위차(전압)의 측정 단위는 볼트입니다.

전기 공학에도 개념이 있습니다. 전극 전위 그리고 접촉 전위차.