Điện thế hiệu điện thế – Khái niệm và công thức chi tiết

Công thức rút ra từ chứng minh trên như sau:

Điện thế của điện tích thử q tại một điểm M bất kỳ trong điện trường được là VM=AM∞q=WMqVM=AM∞q=WMq

Trong đó:

VM là điện thế của điện tích thử q tại điểm M ( đơn vị V)

WM (thế năng) AM∞ (công của lực điện) là năng lượng của điện trường được tạo ra cho mục đích di chuyển điện tích thử q từ điểm M ra vô cùng ( đơn vị J)

Giải thích điện thế hiệu điện thế

Nhận xét thực tế

Đối với tình huống thực tế, điện trường thường sẽ không cung cấp đủ năng lượng để có thể dịch chuyển điện tích ra vô cùng. Tuy nhiên nó vẫn có thể dịch chuyển từ điểm này (M) đến điểm khác (N). Do vậy phần năng lượng cần có đủ trong dịch chuyển đó sẽ là:

A_MN = q(V_M – V_N)

Xét trường hợp số 1: Nếu q > 0 suy ra q(V_M – V_N) > 0 suy ra V_M > V_N suy ra điện thế tại điểm M lớn hơn điện thế tại điểm N.

Từ đó ra có: Nếu ta đặt một điện tích (+) trong điện trường thì điện trường đó sẽ sinh ra một năng lượng (thế năng) có thể dịch chuyển điện tích q cùng chiều điện trường theo chiều từ nơi có điện thế cao hơn (VM) đến nơi có điện thế thấp hơn (VN).

Xét trường hợp 2: Nếu q < 0 suy ra q(V_M – V_N) > 0 suy ra VM < VN suy ra điện thế tại điểm M sẽ nhỏ hơn điện thế tại điểm N.

Từ đó ta có: Nếu đặt một điện tích (-) trong điện trường thì điện trường đó sẽ sinh ra một năng lượng (thế năng) có thể dịch chuyển điện tích đó ngược chiều điện trường theo chiều từ nơi có điện thế thấp hơn (VM) đến nơi có điện thế cao hơn (V_N).

Nhận xét (2): A_MN = 0 suy ra V_M = V_N. Do vậy nên điện thế tại điểm M có giá trị bằng với điện thế tại điểm N. Kết luận: tại những điểm có điện thế ngang nhau thì không có sự di chuyển của các điện tích bởi điện trường không thể sinh ra năng lượng ( còn gọi là công của lực điện).

Định nghĩa trong Vật lý 7

Cách chứng minh định nghĩa là để học sinh có cái nhìn sâu hơn về phần học này. Khi theo học bộ môn Vật lý 7, các em không cần chứng minh định nghĩa dài như trên mà chỉ cần công nhận định nghĩa được cho trước như sau:

Điện thế tại một điểm M ở trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng tạo ra thế năng khi đặt ở đó một điện tích thử q. Điện thế đó được tính bằng thương số giữa công của lực điện tác dụng lên điện tích q khi q dịch chuyển từ M ra xa vô cực và độ lớn của q.