Разность потенциалов в чем измеряется: «Разность потенциалов в чем измеряется?» – Яндекс.Кью

Теория по физике для ЕГЭ, пособия по подготовке и справочные материалы в Москве

Работа сил электростатического поля. Потенциал и разность потенциалов. Связь разности потенциалов с напряженностью электростатического поля. Потенциал поля точечного заряда. Эквипотенциальные поверхности.

  • Работа сил электростатического поля

    При перемещении пробного заряда \(q\) в электрическом поле электрические силы совершают работу. Эта работа при малом перемещении \(\Delta \vec{l}\) равна:

    \[\Delta A=F\Delta l\cos\alpha=Eq\Delta l\cos\alpha=E_1 q\Delta l\]

    Рассмотрим работу сил в электрическом поле, создаваемом неизменным во времени распределенным зарядом, т.е. электростатическом поле.

    Электростатическое поле обладает важным свойством:

    Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.

    Следствием независимости работы от формы траектории является следующее утверждение:

    Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.

    Силовые поля, обладающие этим свойством, называют или консервативными.

  • На замкнутой траектории работа кулоновских сил равна нулю.

    Потенциальная энергия заряда \(q\), помещенного в любую точку (1) пространства, относительно фиксированной точки (0) равна работе \(A_{10}\), которую совершит электростатическое поле при перемещении заряда \(q\) из точки (1) в точку (0):

    \[W_{p1} = A_{10}\]

    Так же, как и в механике, потенциальная энергия определена с точностью до постоянной величины, зависящей от выбора опорной точки (0). Такая неоднозначность в определении потенциальной энергии не приводит к каким-либо недоразумениям, так как физический смысл имеет не сама потенциальная энергия, а разность ее значений в двух точках пространства.

  • Работа, совершаемая электростатическое полем при перемещении точечного заряда \(q\) из точки (1) в точку (2), равна разности значений потенциальной энергии в этих точках и не зависит от пути перемещения заряда и от выбора точки (0).

    \[A_{12} = A_{10} + A_{02} = A_{10} — A_{20} = W_{p_1} — W_{p_2}\]

  • Физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют \(\varphi\) электрического поля:

    \[\varphi=\dfrac{W_p}{q}\]

    Потенциал \(\varphi\) является энергетической характеристикой электростатического поля.

    Работа \(A_{12}\) по перемещению электрического заряда \(q\) из начальной точки (1) в конечную точку (2) равна произведению заряда на разность потенциалов (\(\varphi_1-\varphi_2\)) начальной и конечной точек:

    \(A_{12} = W_{p1} — W_{p2} = q\varphi_1 — q\varphi_2 = q(\varphi_1-\varphi_2)\)

    Единицы измерения: \(\displaystyle [\text{В}]\) (Вольт).

  • Во многих задачах электростатики при вычислении потенциалов за опорную точку (0) удобно принять бесконечно удаленную точку. В этом случае понятие потенциала может быть определено следующим образом:

    Потенциал поля в данной точке пространства равен работе, которую совершают электрические силы при удалении единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность.

    \[\varphi_{\infty}=\dfrac{A_{\infty}}{q}\]

  • Поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковые значения, называется или поверхностью равного потенциала.

  • Из принципа суперпозиции напряженностей полей, создаваемых электрическими зарядами, следует принцип суперпозиции для потенциалов:

    \[\varphi =\varphi_1 + \varphi_2+ \varphi_3 + …+\varphi_n\]

  • Что такое потенциал, какой его смысл? И что такое разность потенциалов?

    Если вы ведете речь о потенциале, как о разновидности электрической величины и как о характеристике, определяющей функцию напряжения, то это мера количества энергии. Все предметы вокруг нас состоят из атомов, молекул, электронов и других частиц, которые постоянно взаимодействуют между собой посредством электромагнитных сил. Потенциал представляет собой количественное выражение той самой энергии, которая возникает при взаимодействии мельчайших частиц. Но, в отсутствии пути передачи этой энергии она будет находиться в одной точке или на одном объекте.

    Если рассмотреть суть электрического потенциала не с электрической стороны, а на более понятном примере, можете представить себе рогатку, в которую вы заряжаете шарик. Если оттянуть резинку на полметра и зафиксировать шар в этом положении, то он получит количество энергии, которая при освобождении запустит шар на 10 метров. Если тот же шар в резинке отвести на метр и зафиксировать в таком положении, то он будет обладать потенциалом энергии, которая сможет запустить его на 20 метров. Так вот потенциал представляет собой невидимую энергию, которая до возникновения определенных условий не может реализоваться или расходоваться.

    Под разностью потенциалов понимается ситуация, когда в двух точках присутствует разное количество энергии. Классическим вариантом разности потенциалов является пальчиковая батарейка, на концах которой присутствует разность потенциалов в 1,5В – это означает, что потенциал плюсового полюса больше потенциала минусового полюса на 1,5В. Если рассмотреть напряжение в розетке, то разность потенциалов в ней составит 220В, но в отличии от батарейки, величина потенциала в каждой точке постоянно меняется, однако их разность остается постоянной – 220В.

    Потенциал электрического поля

    Потенциал. Эквипотенциальные поверхности.

    В механике взаимодействие тел характеризует силой или потенциальной энергией. Электрическое поле, которое обеспечивает взаимодействие между электрически заряженными телами, также характеризуют двумя величинами. Напряженность электрического поля — это силовая характеристика. Теперь введем энергетическую характеристику — потенциал. С помощью этой величины можно будет сравнивать между собой любые точки электрического поля. Таким образом, потенциал как характеристика поля должен зависеть от значения заряда, содержащегося в этих точках. Поделим обе части формулы A = W1 — W2 на заряд q, получим

    Отношение W/q не зависит от значения заряда и принимается за энергетическую характеристику, которую называют потенциалом поля в данной точке. Обозначают потенциал буквой φ.

    Потенциал электрического поля φскалярная энергетическая характеристика поля, которая определяется отношением потенциальной энергии W положительного заряда q в данной точке поля к величине этого заряда:

    Единица потенциала — вольт:

    Подобно потенциальной энергии значения потенциала в данной точке зависит от выбора нулевого уровня для отсчета потенциала. Чаще всего в электродинамике за нулевой уровень берут потенциал точки, лежащей в бесконечности, а в электротехнике — на поверхности Земли.

    С введением потенциала формулу для определения работы по перемещению заряда между точками 1 и 2 можно записать в виде

    Поскольку при перемещении положительного заряда в направлении вектора напряженности электрическое поле выполняет положительную работу A = q (φ

    1 — φ2 )> 0, то потенциал φ1 больше чем потенциал φ2 . Таким образом, напряженность электрического поля направлена в сторону уменьшения потенциала.

    Если заряд перемещать с определенной точки поля в бесконечность, то работа A = q (φ — φ ). Поскольку φ = 0, то A = qφ. Таким образом, величина потенциала φ определенной точки поля определяется работой, которую выполняет электрическое поле, перемещая единичный положительный заряд из этой точки в бесконечность,

    Если электрическое поле создается точечным зарядом q, то в точке, лежащей на расстоянии r от него, потенциал вычисляют по формуле

    По этой формуле рассчитывают и потенциал поля заряженного шара. В таком случае r — это расстояние от центра шара до выбранной точки поля. С этой формулы видно, что на одинаковых расстояниях от точечного заряда, который создает поле, потенциал одинаков. Все эти точки лежат на поверхности сферы, описанной радиусом r вокруг точечного заряда. Такую сферу называют эквипотенциальной поверхностью.

    Эквипотенциальные поверхности — геометрическое место точек в электрическом поле, которые имеют одинаковый потенциал, — один из методов наглядного изображения электрических полей.

    Эквипотенциальные поверхности электрических полей, созданных точечными зарядами разных знаков

    Силовые линии всегда перпендикулярны эквипотенциальных поверхностей. Это означает, что работа сил поля по перемещению заряда по эквипотенциальной поверхности равна нулю.

    В случае наложения электрических полей, созданных несколькими зарядами, потенциал электрического поля равен алгебраической сумме потенциалов полей, созданных отдельными зарядами, φ = φ1 + φ2 + φ3 . Эквипотенциальные поверхности таких систем имеют сложную форму. Например, для системы из двух одинаковых по значению одноименных зарядов эквипотенциальные поверхности имеют вид, изображенный на рисунке. Эквипотенциальные поверхности однородного поля явлются плоскостями.

    Эквипотенциальные поверхности: а — поля двух одинаковых зарядов б — однородного поля

    Разность потенциалов

    Практическое значение имеет не сам потенциал в точке, а изменение (разница) потенциала φ1 — φ2 , которое не зависит от выбора нулевого уровня отсчета потенциала. Разность потенциалов φ1 — φ2 еще называют напряжением и обозначают латинской буквой U. Тогда формула для работы по перемещению заряда приобретает вид

    Напряжение Uэто физическая величина, определяемая работой электрического поля по перемещению единичного положительного заряда между двумя точками поля,

    Единица разности потенциалов (напряжения), как и потенциала, — вольт,

    Поскольку работа сил поля по перемещению заряда зависит только от разности потенциалов, то в случае перемещения заряда с первой эквипотенциальной поверхности на другую (потенциалы которых соответственно φ1 и φ2 ) выполненная полем работа не зависит от траектории этого движения.

    Связь напряженности электрического поля с напряжением

    Из формул A = Eqd и A = qU можно установить связь между напряженностью и напряжением электрического поля: Ed = U. С этой формулы следует:

    • чем меньше меняется потенциал на расстоянии d, тем меньше есть напряженность электрического поля;
    • если потенциал не меняется, то напряженность равна нулю;
    • напряженность электрического поля направлена ​​в сторону уменьшения потенциала.

    Поскольку

    то именно из этой формулы и выводится еще одна единица напряженности — вольт на метр,

    Нормальный электродный потенциал — это… Что такое Нормальный электродный потенциал?

    В электрохимии стандартный электродный потенциал, обозначаемый Eo, E0, или EO, является мерой индивидуального потенциала обратимого электрода (в равновесии) в стандартном состоянии, которое осуществляется в растворах при эффективной концентрации в 1 моль/кг и в газах при давлении в 1 атмосферу или 100 кПа (килопаскалей). Объёмы чаще всего взяты при 25 °C. Основой для электрохимической ячейки, такой как гальваническая ячейка всегда является окислительно-восстановительная реакция, которая может быть разбита на две полуреакции: окисление на аноде (потеря электрона) и восстановление на катоде (приобретение электрона). Электричество вырабатывается вследствие различия электростатического потенциала двух электродов. Эта разность потенциалов создаётся в результате различий индивидуальных потенциалов двух металлов электродов по отношению к электролиту.

    Вычисление стандартных электродных потенциалов

    Электродный потенциал не может быть получен эмпирически. Потенциал гальванической ячейки вытекает из «пары» электродов. Таким образом, невозможно определить величину для каждого электрода в паре, используя эмпирически полученный потенциал гальванической ячейки. Для этого установлен стандартный водородный электрод, для которого этот потенциал точно определён и равен 0,00 В, и любой электрод, для которого электронный потенциал ещё неизвестен, может быть соотнесён со стандартным водородным электродом с образованием гальванической ячейки — и в этом случае потенциал гальванической ячейки даёт потенциал неизвестного электрода.

    Так как электродные потенциалы традиционно определяют как восстановительные потенциалы, знак окисляющегося металлического электрода должен быть изменён на противоположный при подсчёте общего потенциала ячейки. Также нужно иметь ввиду, что потенциалы не зависят от количества передаваемых электронов в полуреакциях (даже если оно различно), так как они рассчитаны на 1 моль переданных электронов. Отсюда при расчёте какого-либо электродного потенциала на основании двух других следует проявлять внимательность.

    Например:

    (ур-е 1) Fe3+ + 3e —> Fe(тв) -0.036 В

    (ур-е 2) Fe2+ + 2e —> Fe(тв) -0.44 В

    Для получения третьего уравнения:

    (ур-е 3) Fe3+ + e —> Fe2+ (+0.77 В)

    следует умножить потенциал первого ур-я на 3, перевернуть ур-е 2 (поменять знак) и умножить его потенциал на 2. Сложение этих двух потенциалов даст стандартный потенциал ур-я 3.

    Таблица стандартных электродных потенциалов

    Основная статья: Таблица стандартных электродных потенциалов

    Чем больше стандартные восстановительные потенциалы, тем легче их можно восстановить, другими словами, тем более сильными окислителями они являются. И наоборот: большой отрицательный потенциал означает, что данная форма является сильным восстановителем. Например, F2 имеет 2,87 В, а Li+ имеет -3,05 В, фтор — окислитель, литий — восстановитель. Таким образом, Zn2+, стандартный восстановительный потенциал которого равен -0,76 В, может быть окислен любым другим электродом, стандартный потенциал которого больше -0,76 В. (напр., H+(0 В), Cu2+(0,16 В), F2(2,87 В)) и может быть восстановлен любым электродом, стандартный потенциал которого меньше -0,76 В (напр., H2(-2,23 В), Na+(-2,71 В), Li+(-3,05 В)).

    В гальванической ячейке, где самопроизвольная окислительно-восстановительная реакция заставляет ячейку производить электрический потенциал, Энергия Гиббса ΔGo должна быть отрицательной, в соответствии со следующем уравнением:

    ΔGoяч = -nFEoяч

    где n это количество молей электронов на моль продуктов, а F является постоянной Фарадея, ~96485 Кл/моль. Таким образом применимы следующие правила:

    если Eoяч> 0, тогда процесс самопроизвольный (гальваническая ячейка)
    если Eoяч< 0, тогда процесс несамопроизвольный (электролитическая ячейка)

    См. также Таблица стандартных электродных потенциалов

    Нестандартные условия

    Стандартные электродные потенциалы даны при стандартных условиях. Однако, реальные ячейки могут действовать и при нестандартных условиях. При данном стандартном потенциале, потенциал при нестандартных эффективных концентрациях может быть вычеслен с использованием уравнения Нернста:

    E_{\text{half-cell}} = E^0 - \frac{RT}{nF}\ln\frac{\{\text{red}\}}{\{\text{oxd}\}}

    Величины E0 зависят от температуры (кроме стандартного водородного электрода) и обычно относятся к стандартному водородному электроду при этой температуре. Для конденсированных фаз, величины потенциалов также зависят от давления.

    См. также

    • Таблица стандартных электродных потенциалов
    • Восстановительный потенциал
    • Абсолютный электродный потенциал
    • Электрохимический потенциал
    • Равновесный электродный потенциал
    • Уравнение Нернста
    • Электрохимическая ячейка
    • Гальваническая ячейка

    Литература

    • Zumdahl, Steven S., Zumdahl, Susan A (2000) Chemistry (5th ed.), Houghton Mifflin Company. ISBN 0-395-98583-8
    • Atkins, Peter, Jones, Loretta (2005) Chemical Principles (3rd ed.), W.H. Freeman and Company. ISBN 0-7167-5701-X
    • Zu, Y, Couture, MM, Kolling, DR, Crofts, AR, Eltis, LD, Fee, JA, Hirst, J (2003) Biochemistry, 42, 12400-12408
    • Shuttleworth, SJ (1820) Electrochemistry (50th ed.), Harper Collins.

    Ссылки

    Wikimedia Foundation. 2010.

    разность потенциалов в электротехнике и физике

    Понятие «потенциал» широко используется в физике для характеристики различных полей и сил. Наиболее известны такие применения:

    • Электромагнитный – характеристика электромагнитного поля;
    • Гравитационный – характеристика полей гравитации;
    • Механический – определение сил;
    • Термодинамический – мера внутренней энергии тел термодинамической системы;
    • Химический;
    • Электродный.

    Разность потенциалов

    В свою очередь, электромагнитный делится на два понятия:

    • Электростатический (скалярный), как характеристика электрического поля;
    • Векторный, характеризующий магнитное поле.

    Напряженность изменяющегося электрического поля находится через электрический потенциал, в то время как статичное поле характеризуется электростатическим.

    Разность потенциалов

    Разность потенциалов, или напряжение, – одно из основных понятий электротехники. Ее можно определить как работу электрического поля, затраченную на перенос заряда между двумя точками. Тогда на вопрос, что такое потенциал, можно ответить, что это работа по переносу единичного заряда из данной точки в бесконечность.

    Как и в случае гравитационных сил, заряд, подобно телу с потенциальной энергией, имеет определенный электрический потенциал при внесении его в электрическое поле. Чем выше напряженность электрического поля, и больше величина заряда, тем выше его электрический потенциал.

    Для определения напряжения существует формула:

    U=A/q,

    которая связывает работу А по перемещению заряда q из одной точки в другую.

    Проведя преобразование, получим:

    А=Uq.

    То есть чем выше напряжение, тем большую работу электрическим полем (электричеством) надо затратить по переносу зарядов.

    Данное определение позволяет понять суть мощности источника питания. Чем выше его напряжение, разность потенциалов между клеммами, тем большее количество работы он может обеспечить.

    Разность потенциалов измеряется в вольтах. Для измерения напряжения созданы измерительные приборы, которые именуются вольтметрами. Они основаны на принципах электродинамики. Ток, проходя по проволочной рамке вольтметра, под действием измеряемого напряжения создает электромагнитное поле. Рамка находится между полюсами магнитов.

    Взаимодействие полей рамки и магнита заставляет последнюю отклониться на некоторый угол. Большая разность потенциалов создает больший ток, в результате угол отклонения увеличивается. Шкала прибора пропорциональна углу отклонения рамки, то есть разности потенциалов и проградуирована в вольтах.

    Вольтметр

    В руках современного электрика имеются не только стрелочные, но и цифровые измерительные приборы, которые не только измеряют электрический потенциал в определенной точке схемы, но и другие величины, характеризующие электрическую цепь. Напряжения в точках измеряются по отношению к другим, которым условно присваивают значение нуля. Тогда измеренное значение между нулевым и потенциальным выводами даст искомое напряжение.

    Сказанное выше относится к напряжению как разности потенциалов между двумя зарядами. В электротехнике эта разность измеряется на участке цепи при протекании по нему тока. В случае переменного тока, то есть изменяющего во времени амплитуду и полярность, напряжение в цепи изменяется по такому же закону. Это справедливо только при наличии в схеме активных сопротивлений. Реактивные элементы в цепи переменного тока вызывают сдвиг фазы относительно протекающего тока.

    Потенциометры

    Напряжение источников питания, в особенности автономных, таких как аккумуляторы, химические источники, солнечные и тепловые батареи, является постоянным и не поддается регулировке. Для получения меньших значений используются, в простейшем случае, потенциометрические делители напряжения с использованием трехвыводного переменного резистора (потенциометра). Как работает потенциометр? Переменный резистор представляет собой резистивный элемент с двумя выводами, по которому может перемещаться контактный ползунок с третьим выводом.

    Потенциометр-реостат

    Переменный резистор может включаться двумя способами:

    • Реостатным;
    • Потенциометром.

    В первом случае у переменного резистора используются два вывода: один – основной, другой – с ползунка. Перемещая ползунок по телу резистора, изменяют сопротивление. Включив реостат в цепь электрического тока последовательно с источником напряжения, можно регулировать ток в цепи.

    Реостатное включение

    Включение потенциометром требует использования всех трех выводов. Основные выводы подключаются параллельно источнику питания, а пониженное напряжение снимается с ползунка и одного из выводов.

    Принцип действия потенциометра заключается в следующем. Через резистор, подключенный к источнику питания, проходит ток, который создает падение напряжения между ползунком и крайними выводами. Чем меньше сопротивление между ползунком и выводом, тем меньше напряжение. Данная схема имеет недостаток, она сильно нагружает источник питания, поскольку для корректной и точной регулировки требуется, чтобы сопротивление переменного резистора было в несколько раз меньше сопротивления нагрузки.

    Потенциометрическое включение

    Обратите внимание! Название «потенциометр» в данном случае не совсем корректно, поскольку из названия следует, что это устройство для измерения, но так как по принципу действия оно схоже с современным переменным резистором, то это название за ним прочно закрепилось, особенно в любительской среде.

    Многие понятия в физике схожи и могут служить примером друг другу. Это справедливо и для такого понятия, как потенциал, который может быть как механической величиной, так и электрической. Сам по себе потенциал измерить невозможно, поэтому речь идет о разности, когда один из двух зарядов принимается за точку отсчета – нуль или заземление, как принято в электротехнике.

    Видео

    Оцените статью:
    Стандартный электродный потенциал — это… Что такое Стандартный электродный потенциал?

    В электрохимии стандартный электродный потенциал, обозначаемый Eo, E0, или EO, является мерой индивидуального потенциала обратимого электрода (в равновесии) в стандартном состоянии, которое осуществляется в растворах при эффективной концентрации в 1 моль/кг и в газах при давлении в 1 атмосферу или 100 кПа (килопаскалей). Объёмы чаще всего взяты при 25 °C. Основой для электрохимической ячейки, такой как гальваническая ячейка всегда является окислительно-восстановительная реакция, которая может быть разбита на две полуреакции: окисление на аноде (потеря электрона) и восстановление на катоде (приобретение электрона). Электричество вырабатывается вследствие различия электростатического потенциала двух электродов. Эта разность потенциалов создаётся в результате различий индивидуальных потенциалов двух металлов электродов по отношению к электролиту.

    Вычисление стандартных электродных потенциалов

    Электродный потенциал не может быть получен эмпирически. Потенциал гальванической ячейки вытекает из «пары» электродов. Таким образом, невозможно определить величину для каждого электрода в паре, используя эмпирически полученный потенциал гальванической ячейки. Для этого установлен водородный электрод, для которого этот потенциал точно определён и равен 0,00 В, и любой электрод, для которого электронный потенциал ещё неизвестен, может быть соотнесён со стандартным водородным электродом с образованием гальванической ячейки — и в этом случае потенциал гальванической ячейки даёт потенциал неизвестного электрода.

    Так как электродные потенциалы традиционно определяют как восстановительные потенциалы, знак окисляющегося металлического электрода должен быть изменён на противоположный при подсчёте общего потенциала ячейки. Также нужно иметь в виду, что потенциалы не зависят от количества передаваемых электронов в полуреакциях (даже если оно различно), так как они рассчитаны на 1 моль переданных электронов. Отсюда при расчёте какого-либо электродного потенциала на основании двух других следует проявлять внимательность.

    Например:

    Fe3+ + 3e → Fe(тв) −0.036 В

    Fe2+ + 2e → Fe(тв) −0.44 В

    Для получения третьего уравнения:

    Fe3+ + e → Fe2+ (+0.77 В)

    следует умножить потенциал первого уравнения на 3, перевернуть второе уравнение(поменять знак) и умножить его потенциал на 2. Сложение этих двух потенциалов даст стандартный потенциал третьего уравнения.

    Таблица стандартных электродных потенциалов

    Основная статья: Таблица стандартных электродных потенциалов

    Чем больше стандартные восстановительные потенциалы, тем легче их можно восстановить, другими словами, тем более сильными окислителями они являются. И наоборот: низкий отрицательный потенциал означает, что данная форма является сильным восстановителем. Например, F2 имеет 2,87 В, а Li+ имеет −3,05 В, фтор — окислитель, литий — восстановитель. Таким образом, Zn2+, стандартный восстановительный потенциал которого равен −0,76 В, может быть окислен любым другим электродом, стандартный потенциал которого больше −0,76 В. (напр., H+(0 В), Cu2+(0,16 В), F2(2,87 В)) и может быть восстановлен любым электродом, стандартный потенциал которого меньше −0,76 В (напр., H(−2,23 В), Na+(−2,71 В), Li+(−3,05 В)).

    В гальванической ячейке, где самопроизвольная окислительно-восстановительная реакция заставляет ячейку производить электрический потенциал, Энергия Гиббса ΔGo должна быть отрицательной, в соответствии со следующим уравнением:

    ΔGoяч = -nFEoяч

    где n это количество молей электронов на моль продуктов, а F является постоянной Фарадея, ~96485 Кл/моль. Таким образом применимы следующие правила:

    если Eoяч> 0, тогда процесс самопроизвольный (гальваническая ячейка)
    если Eoяч< 0, тогда процесс несамопроизвольный (электролитическая ячейка)

    Нестандартные условия

    Стандартные электродные потенциалы даны при стандартных условиях. Однако, реальные ячейки могут действовать и при нестандартных условиях. При данном стандартном потенциале, потенциал при нестандартных эффективных концентрациях может быть вычислен с использованием уравнения Нернста:

    Величины E0 зависят от температуры (кроме стандартного водородного электрода) и обычно относятся к стандартному водородному электроду при этой температуре. Для конденсированных фаз величины потенциалов также зависят от давления.

    См. также

    • Таблица стандартных электродных потенциалов
    • Восстановительный потенциал
    • Абсолютный электродный потенциал
    • Электрохимический потенциал
    • Равновесный электродный потенциал
    • Уравнение Нернста
    • Электрохимическая ячейка
    • Гальваническая ячейка

    Литература

    • Zumdahl, Steven S., Zumdahl, Susan A (2000) Chemistry (5th ed.), Houghton Mifflin Company. ISBN 0-395-98583-8
    • Atkins, Peter, Jones, Loretta (2005) Chemical Principles (3rd ed.), W.H. Freeman and Company. ISBN 0-7167-5701-X
    • Zu, Y, Couture, MM, Kolling, DR, Crofts, AR, Eltis, LD, Fee, JA, Hirst, J (2003) Biochemistry, 42, 12400-12408
    • Shuttleworth, SJ (1820) Electrochemistry (50th ed.), Harper Collins.

    Ссылки

    90000 What is Potential Difference | Definition from Seneca Learning 90001 90002 Potential difference is the difference in the amount of energy that charge carriers have between two points in a circuit. 90003 90002 ** Measured in Volts: ** Potential difference (p.d.) is measured in volts (V) and is also called voltage. The energy is transferred to the electrical components in a circuit when the charge carriers pass through them. We use a voltmeter to measure potential difference (or voltage). 90003 90002 Potential Difference formula: ** V = I x R ** 90003 90002 The potential difference (which is the same as voltage) is equal to the amount of current multiplied by the resistance.A potential difference of one Volt is equal to one Joule of energy being used by one Coulomb of charge when it flows between two points in a circuit. 90003 90010 Measurements in Circuits 90011 90002 ** Ammeters: ** An ammeter measures the flow of current that passes through it. Ammeters have to be connected in series (in the same loop of the circuit) with the electrical component whose current you are measuring. For example component X above. 90003 90002 ** Voltmeters: ** Voltmeters measure the potential difference (voltage) between two points in a circuit.For example between two points either side of component X above. Voltmeters must always be connected in parallel (on a separate branch of the circuit) with the two points being measured. 90003 90002 ** Current vs potential difference: ** The current is a flow of charge. Current is measured through a component. Potential difference is the energy used between two points in a circuit, therefore it is measured between two points either side of a component. We describe this as the potential difference measured across a component.90003 90002 90019 90003 90002 This diagram shows that an ammeter must be connected in series with the components you want to measure and a voltmeter must be connected in parallel. 90003 90002 Join Seneca to get 250+ free exam board specfic A Level, GCSE, KS3 & KS2 online courses. 90003.90000 What Is a Potential Difference? (With pictures) 90001 90002 A potential difference is the energy per unit charge in an electrical circuit. Potential difference must be measured between two points because it is generally impractical to measure the electrical potential of a single point. The potential difference of a point in an electrical circuit is typically made with respect to a reference potential, such as the common ground. 90003 90004 A multimeter.90002 Potential difference is commonly known as voltage because volts are the standard unit of measure for this quantity. It is also known historically as pressure and tension. «Pressure» is an obsolete term for potential difference, but it is still used to refer to potential difference within the context of vacuum tube electronics.90003 90007 An oscilloscope can be used to measure potential difference. 90002 Voltage also can be viewed as the energy needed to move a charge between points divided by the magnitude of that charge.This energy total must include both the static and dynamic energy required to move the charge. The calculation of potential difference becomes more accurate as the magnitude of the measured charge becomes smaller. 90003 90002 Want to automatically save time and money month? Take a 2-minute quiz to find out how you can start saving up to $ 257 / month. 90003 90002 A quantity of potential difference must include a sign depending on the direction in which the electrons are flowing.The definition of potential difference assumes that positively charged particles move toward lower voltages and negatively charged particles move toward higher voltages. This means that the electrons in a circuit flow from a point of higher voltage to a point of lower voltage. 90003 90002 The description of potential difference frequently uses water as an analogy for electricity.This analogy assumes that a mechanical pump is driving water through a closed circuit of pipes. The potential difference in this analogy is the difference in water pressure between two points in the circuit. Water therefore will flow between the two points if there is a difference in their pressure, allowing the water to perform work. Similarly, an electrical circuit can perform work only if a potential difference exists between two points in the circuit. 90003 90002 Various instruments measure potential difference depending on their method of operation.A voltmeter has two leads, each of which connects to a point in the circuit. This device measures the drop in voltage across a fixed resistor, which is proportional to amount of volts in the circuit. 90003 90002 A potentiometer compares an unknown voltage to a known voltage in the circuit. An oscilloscope amplifies the voltage in the circuit, which deflects an electron beam.The amount of deflection is proportional to the voltage in the circuit. A multimeter measures several electrical quantities, including voltage. 90003 90020 Potentiometer. .90000 An Explanation of What is Potential Difference and How to Calculate It 90001 90002 If you want to understand what electric potential difference is, this article will be an interesting read. It is one of the most fundamental concepts that you should know. Read to get a hang of this fundamental concept in electrical science. 90003 90002 The most elementary concept in electrical science is ‘Electric Potential Difference’. If you can grasp this simple concept, most of the modern developments and practical applications of this science, will be easier to understand.That is because, it is the causative agent of electricity or currents that drive every electrical device. 90003 90006 Electric Potential Energy 90007 90002 Would you like to write for us? Well, we’re looking for good writers who want to spread the word. Get in touch with us and we’ll talk … 90003 90002 Let’s Work Together! 90003 90002 You must have learned in basic physics courses that charges come in two types: positive and negative. Like charges repel each other and unlike charges attract each other.They exert this force of attraction or repulsion through an electric field that surrounds the charge. Any charge that comes in vicinity of another charge experiences a force of repulsion or attraction. 90003 90002 Consider a positive test charge, placed in an electric field. An attractive force is exerted on it by the electric field center. That is why, forcing this charge away from the electric field center requires work to be done, just like work needs to be done to lift anything against the gravitational force.As the charge is forced away, work is done to move it, which increases its electric potential energy. 90003 90002 More the amount of charge, more will be the work required to force the charge away. Thus, electric potential energy of the charge increases as we go away from the charge center of the field. The potential is the energy required to transport a unit electrical charge to a specific position in an electrical field. Thus, every point in an electrical field has a different electric potential, which is a function of its distance from the charge source of the field.90003 90006 Definition 90007 90002 The electric potential difference between two points, is simply the energy required to transport a unit charge between those two points. It is measured in volts. One volt is defined as one joule per coulomb. It could also be defined as the change in the potential energy that occurs due to transport of a unit charge from one point to the other. Electric current flows from a point of high electric potential, to a point which has a lower potential. It is just like the behavior of water that always seek its level.Current flows between two points that have a difference in electric potential, to balance this inequality. 90003 90002 As the current flows between two points, every charge gains energy that is equal to the difference of potential between them. Two terminals of any battery have a potential difference between them, which is measured in volts. When you connect any circuit between the two terminals of the battery, charge flows from one terminal to the other, to equalize the charge imbalance and continues till the difference between them is equalized.90003 90006 How is it Calculated 90007 90002 Calculating it is made possible by the Ohm’s law. It says that the voltage between two points of a conductor is directly proportional to the current flowing through it as long as its physical properties remain constant. This is expressed in the form of the equation: 90003 90002 V = IR 90003 90002 where V is the potential difference, I is the current flowing, and R is the constant proportionality factor, which is known as resistance. Thus, by knowing the resistance and current flowing through a conductor, calculating the difference in potential is possible.There are devices called voltmeters, which can be used to measure the difference in electric potentials between two points. They measure the voltage by detecting the current flowing through that conductor. 90003 90002 Would you like to write for us? Well, we’re looking for good writers who want to spread the word. Get in touch with us and we’ll talk … 90003 90002 Let’s Work Together! 90003 90002 It is this property of electric current flow, caused by potential difference, that powers and drives the modern technological revolution.90003 .90000 What is the potential difference? 90001 90002 90003 Potential difference 90004 is the term used to describe how large the electrostatic force is between two charged objects. If a charged body is placed between two objects with a potential difference, the charged body will try to move in one direction, depending upon the polarity of the object. 90005 90002 If an 90003 electron 90004 is placed between a negatively-charged body and a positively-charged body, the action due to the potential difference is to push the electron toward the positively-charged object.90005 90002 The electron, being negatively charged, will be repelled from the negatively-charged object and attracted by the positively-charged object, as shown in 90011 90003 Figure 1 90004 90014. 90005 90016 90016 Figure 1 — Potential Difference Between Two Charged Objects 90002 Due to the force of its 90003 electrostatic field 90004, these electrical charges have the ability to do work by moving another charged particle by attraction and / or repulsion. 90005 90002 This ability to do work is called «potential»; therefore, if one charge is different from another, there is a potential difference between them.The sum of the potential differences of all charged particles in the electrostatic field is referred to as electromotive force (EMF). 90005 90002 The basic unit of measure of potential difference is the 90011 90003 «volt 90004 90014». The symbol for potential difference is «90011 90003 V 90004 90014» indicating the ability to do the work of forcing electrons to move. 90005 90002 Because the volt unit is used, potential difference is also called «90011 90003 voltage 90004 90014» 90005 90040 Voltage 90041 90002 The basic unit of measure for potential difference is the volt (90011 90003 symbol V 90004 90014), and, because the volt unit is used, potential difference is calledvoltage.An object’s electrical charge is determined by the number of electrons that the object has gained or lost. Because such a large number of electrons move, a unit called the «coulomb» is used to indicate the charge. One coulomb is equal to 6.28 x 10 90047 18 90048 (billion, billion) electrons. 90005 90002 For example, if an object gains one coulomb of negative charge, it has gained 6,280,000,000,000,000,000 extra electrons. A volt is defined as a difference of potential causing one coulomb of current to do one joule of work.90005 90002 A volt is also defined as that amount of force required to force one ampere of current through one ohm of resistance. The latter is the definition with which we will be most concerned in this module. 90005 90002 90003 SOURCE: 90004 Handbook of electrical science Volume-1 — 90003 Download HERE 90004 90005 .

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о