Napięcie elektryczne – zadanie nr 1

Przy przesunięciu ładunku q  = 10^-4 C z punktu A  do punktu B  w polu elektrostatycznym została wykonana praca W  = 0,6 J. Oblicz różnicę potencjałów pomiędzy tymi punktami.

(Zadanie ze zbioru: K. Chyła Zbiór prostych zadań z fizyki dla uczniów szkół średnich)

Różnicę potencjałów między dwoma punktami obwodu elektrycznego nazywamy napięciem i oznaczamy dużą literą U. Zgodnie z definicją, napięciem nazywamy pracę W  wykonaną przy przemieszczeniu jednostkowego ładunku q  z jednego punktu przestrzeni do drugiego (w naszym przypadku z punktu A  do punktu B ), różniących się wartością potencjału elektrycznego V :

$$U = V_B \hspace{.1cm} – \hspace{.1cm} V_A = \frac{W}{q}$$

gdzie V_B  i V_A  to odpowiednio potencjał elektryczny w punkcie B  i punkcie A.

Zauważ, że zarówno wartość pracy W, jak i ładunku q podane są w treści zadania. Po podstawieniu ich do powyższego wzoru oraz wykonaniu obliczeń dostaniemy:

$$U = \frac{0,\hspace{-.1cm}6 \hspace{.1cm} \textrm{J}}{10^{-4} \hspace{.05cm} \textrm{C}} = 6000 \hspace{.05cm} \textrm{V} = 6 \hspace{.05cm} \textrm{kV}$$