電勢意思

電勢(Electrostatic potential, 或簡稱為電位)是描述電場中某點的電勢能(Electrostatic potential energy)與電荷之間關係的一個物理量。它是一個標量,通常用符號「V」表示,單位是伏特(Volt, V)。

電勢可以定義為電荷在電場中某點的電勢能變化量與該點帶電量的比值。更正式地說,如果將一個帶有電量「q」的點電荷從電場中的無窮遠處移動到某點「P」,而該點的電勢為「V」,則點電荷在點「P」的電勢能「Ep」與它在無窮遠處的電勢能「E∞」之差為:

Ep - E∞ = qV

這裡,「V」是電勢,「q」是點電荷的電量。

電勢有幾個重要的特性:

  1. 電勢是相對的:電勢是一個相對量,它取決於我們選擇的參考點(零電勢點)。通常,選擇無窮遠處作為參考點,這樣我們就可以得到絕對電勢。

  2. 電勢的降落與電荷的正負無關:無論電荷的正負,電場力都會做功,使得電荷從高電勢點移動到低電勢點。

  3. 電勢的連續性:在沒有電荷的地方,電勢是連續的。

  4. 電勢的梯度與電場強度:電勢的梯度(即電勢隨空間變化的速率)與電場強度「E」成正比,即:

▽V = -E

這裡,「▽」表示梯度運運算元,負號表示電場的方向與電勢降低的方向相反。

電勢在電路分析、電磁學和工程學中都有著廣泛的應用,例如在計算電路中電壓、電流和功率,以及描述電磁波的傳播和輻射等方面。