Uwezo wa Umeme dhidi ya Nishati Inayowezekana
Uwezo wa umeme na nishati inayoweza kuwa ya kielektroniki ni dhana mbili muhimu sana katika nyanja za umeme na nadharia ya sumakuumeme. Katika makala haya, tutajadili misingi ya uwezo wa umeme na nishati inayowezekana ya umeme kwanza na kisha tofauti kati ya hizo mbili.
Uwezo wa Umeme ni nini?
Wakati wa kujadili uwezo wa umeme, uelewa wazi wa sehemu ya umeme unahitajika ili kufasiri neno hilo. Chaji zote za umeme, ziwe zinasonga au zimesimama, hutoa uwanja wa umeme. Sehemu ya umeme pia inaweza kuzalishwa kwa kutumia sehemu tofauti za sumaku wakati wowote. Kuna mambo kadhaa muhimu ya mashamba ya umeme, ambayo ni muhimu kujua. Hizi ni nguvu ya uwanja wa umeme, uwezo wa uwanja wa umeme na msongamano wa umeme wa flux. Uzito wa uwanja wa umeme hufafanuliwa kama nguvu kwenye malipo ya sehemu ya kitengo kutoka kwa uwanja wa umeme. Hii imetolewa na fomula E=Q/4πεr2; ambapo Q ni malipo, ε ni kibali cha umeme cha kati, na r ni umbali wa uhakika kutoka kwa malipo ya uhakika Q. Nguvu kwenye malipo ya uhakika q iliyowekwa kwenye hatua hiyo ni sawa na F=Qq/4πεr2. Kwa kuwa q ni 1 coulomb, hii pia ni sawa na nguvu ya uwanja wa umeme. Uwezo wa umeme wa uhakika unafafanuliwa kama nishati inayohitajika kuleta malipo ya uhakika ya coulomb 1 kutoka kwa infinity hadi mahali ambapo uwezo unapimwa. Nishati hii ni sawa na kazi iliyofanywa kwa malipo wakati wa kuleta malipo kutoka kwa infinity hadi uhakika. Ikiwa malipo yote mawili ni chanya, nguvu inayopaswa kutumika kuchukua chaji ya majaribio kutoka kwa ukomo hadi uhakika daima ni sawa na inapingana na nguvu ya kurudisha nyuma kati ya chaji hizo mbili. Kwa kuunganisha F, kutoka kwa infinity hadi r, kwa heshima na dr, tunapata uwezo wa umeme (V) wa uhakika, ambao ni Q/4πεr. Kwa kuwa r daima ni chanya, ikiwa malipo ni hasi, uwezo wa umeme pia ni mbaya. Vitengo vya uwezo wa umeme ni joule kwa coulomb. Shamba la umeme tuli ni uwanja wa kihafidhina. Kwa hiyo, uwezo wa umeme wa uwanja wa umeme tuli ni njia ya kujitegemea. Uwezo wa umeme wa uga kama huo unategemea tu mahali.
Nishati Inayowezekana ya Umeme ni nini?
Nishati inayowezekana ya umeme inafafanuliwa kuwa nishati inayohifadhiwa kutokana na uwezo wa umeme wakati wa kuchaji kutoka kwa infinity hadi mahali husika. Inaweza kuonekana kuwa, kwa kuwa uwezo wa umeme ni sawa na kazi inayotakiwa kuleta malipo ya kitengo, nishati ya umeme ni bidhaa ya uwezo wa umeme na malipo ambayo huletwa. Kwa kuwa nishati inayowezekana=Vq, ikiwa V na q zote mbili ni za ishara sawa, ambayo inamaanisha kuwa Q na q ni za ishara sawa, nishati inayowezekana ni chanya. Kazi ya nje inahitajika kuleta malipo. Ikiwa ishara ni tofauti, nishati inayowezekana inakuwa hasi. Hii inaonyesha kuwa kazi imefanywa kutoka kwa mfumo wenyewe.
Kuna tofauti gani kati ya Uwezo wa Umeme na Nishati Inayowezekana ya Umeme?
• Uwezo wa umeme unategemea tu chaji ambayo uwezo unapimwa. Nishati inayowezekana ya umeme inategemea chaji zote mbili.
• Uwezo wa umeme hupimwa kwa volt au joule kwa kila coulomb. Nishati inayowezekana ya umeme hupimwa kwa joule.
