ფიზიკაში ვოლტაჟისა და პოტენციური ენერგიის შორის რა სხვაობაა

ფიზიკაში ვოლტაჟისა და პოტენციური ენერგიის შორის შემდეგი განსხვავებები არსებობს:

I. კონცეპცია

ვოლტაჟი

ვოლტაჟი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც პოტენციური განსხვავება ან პოტენციური სხვაობა, არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც ზომავს ელექტროსტატიკურ ველში ერთეულ ელექტრულ მטעןზე დამოწმებულ ენერგიის განსხვავებას ელექტრული პოტენციის განსხვავების გამო.

მაგალითად, მარტივ შრიკში ბატარეიის ბოლოებზე არსებული ვოლტაჟი იწვევს შრიკში მტანის დენს. თუ ერთეულ დადებით მტანს ერთი წერტილიდან მეორეზე გადავიტანთ, ვოლტაჟი არის ამ ორ წერტილს შორის ერთეულ მტანზე მიღებული ან დაკარგული ენერგია.

პოტენციური ენერგია

პოტენციური ენერგია არის სისტემაში შენახული ენერგია ან ენერგია, რომელიც განსაზღვრულია ობიექტების შესაბამისი პოზიციებით.

მაგალითად, მაღალა აყვანილი წონა არის გრავიტაციული პოტენციური ენერგიით და მისი სიდიდე დამოკიდებულია წონის მასაზე, სიმაღლეზე და გრავიტაციულ აჩქარებაზე. როდესაც წონა ეშვება, გრავიტაციული პოტენციური ენერგია მიმართულია კინეტიკურ ენერგიად გარდაქმნაში.

მეორე, ბუნება და ქვევითი მახასიათებლები

ვოლტაჟის მახასიათებლები

• რელატიურობა: ვოლტაჟი რელატიურია და მისი სიდიდე დამოკიდებულია შერჩეულ რეფერენციულ წერტილზე. მაგალითად, შრიკში შეგიძლიათ არჩეთ ნებისმიერი წერტილი რეფერენციულ წერტილად და სხვა წერტილების ვოლტაჟი იქნება პოტენციური სხვაობა ამ რეფერენციულ წერტილთან შედარებით.

• დაკავშირებული მტანის მოძრაობასთან: ვოლტაჟი არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც აღწერს ელექტრული ველის შესაძლებლობას მუშაობას შეასრულოს ელექტრულ მტანზე. როცა არსებულია ვოლტაჟი, მტანი მოძრავდება მაღალი პოტენციის წერტილიდან დაბალი პოტენციის წერტილამდე ელექტრული ველის ძალის ქმედებით, რათა შეიძლოს ენერგიის გარდაქმნა.

• ერთეული: საერთაშორისო ერთეულების სისტემაში ვოლტაჟი ზომილია ვოლტებში (V).

პოტენციური ენერგიის მახასიათებლები

• სხვადასხვა ფორმები: პოტენციური ენერგია შეიძლება ჰქონდეს სხვადასხვა ფორმები, როგორიცაა გრავიტაციული პოტენციური ენერგია, ელასტური პოტენციური ენერგია, ელექტრული პოტენციური ენერგია და ა.შ. სხვადასხვა ფორმების პოტენციური ენერგია დამოკიდებულია სხვადასხვა ფიზიკურ სისტემებზე და ინტერაქციებზე.

• კონსერვატიულობა: პოტენციური ენერგია არის კონსერვატიული ძალის ველში ენერგიის ტიპი, რომელშიც პოტენციური ენერგიის ცვლილება დამოკიდებულია მხოლოდ ნაწილაკის საწყისი და ბოლო პოზიციების შესაბამისად, არა მისი ტრაექტორიაზე.

• ერთეული: პოტენციური ენერგიის ერთეული დამოკიდებულია კონკრეტულ ფორმაზე. მაგალითად, გრავიტაციული პოტენციური ენერგია ზომილია ჯოულებში (J), როგორც ენერგია.

3. გამოყენების სფეროები

ვოლტაჟის გამოყენება

• შრიკის ანალიზი: შრიკში ვოლტაჟი არის მნიშვნელოვანი საფუძველი დენის მიმართულების, რეზისტენციის, ძალის და სხვა პარამეტრების ანალიზისთვის. სხვადასხვა წერტილებს შორის ვოლტაჟის ზომვით და გამოთვლით შრიკში დენის მიმართულება და სიდიდე, ასევე შრიკის ელემენტების მუშაობის მდგომარეობა შესაძლებელია დადგინოს.

• ძალადობის გადაცემა: ძალადობის სისტემაში მაღალი ვოლტაჟი შეიძლება განხორციელოს შორი დისტანციით, დაბალი დაკარგვით ძალადობის გადაცემა. ტრანსფორმატორის მეშვეობით ვოლტაჟის ამაღლებით, დენი შეიძლება შეიკლირდეს, რაც შესაბამისად შეიცვალოს ხაზის ძალადობის დაკარგვა.

• ელექტრონული მოწყობილობები: სხვადასხვა ელექტრონული მოწყობილობები, როგორიცაა მობილური ტელეფონები, კომპიუტერები, ტელევიზორები და ა.შ., საჭიროებენ კონკრეტულ ვოლტაჟს მუშაობისთვის. სხვადასხვა ელექტრონული კომპონენტები და შრიკის მოდულები სხვადასხვა ვალტაჟის მოთხოვნები აქვთ და სტაბილური ვოლტაჟის მიწოდება საჭიროა ძალადობის მართვის სისტემის მეშვეობით.

პოტენციური ენერგიის გამოყენება

• მექანიკა: მექანიკურ სისტემებში გრავიტაციული პოტენციური ენერგიისა და ელასტური პოტენციური ენერგიის გარდაქმნა ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა მექანიკურ მოწყობილობებში. მაგალითად, გამარტივების შემცირების სისტემები გამოიყენებენ გარბის ელასტურ პოტენციურ ენერგიას ენერგიის აბსორბირებასა და გარდაქმნას და ვიბრაციის შემცირებას; ჰიდროელექტროსადგური გამოიყენებს წყლის გრავიტაციულ პოტენციურ ენერგიას ელექტროენერგიის გარდაქმნაში.

• ასტროფიზიკა: ასტროფიზიკაში პოტენციური ენერგიის კონცეპცია გამოიყენება ცელესტიური სხეულების მოძრაობისა და ინტერაქციის შესასწავლად. მაგალითად, პლანეტის მოძრაობა მზის გარშემო შეიძლება ჩაითვალოს გრავიტაციული პოტენციური და კინეტიკური ენერგიის ერთმანეთში გარდაქმნად.

• ენერგიის შესანახად: პოტენციური ენერგია შეიძლება გამოიყენებოდეს ენერგიის შესანახად. მაგალითად, წყლის გადატანის სადგურები გამოიყენებენ წყლის გრავიტაციულ პოტენციურ ენერგიას ენერგიის შესანახად, როდესაც საჭიროა, წყლის გარდაქმნა შესაძლებელია ტურბინაზე და ელექტროენერგიის წარმოება.