Bài 20. Điện thế

Điện thế tại một điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về mặt thế năng.

Định nghĩa: Điện thế tại một điểm bằng thương số của công của lực điện khi dịch chuyển điện tích dương từ điểm đó ra vô cực và độ lớn của điện tích.

Công thức:

$$V = \frac{A}{q} = \frac{A_{M\infty}}{q}$$

Trong đó:

• V: điện thế (V)
• A: công của lực điện (J)
• q: điện tích dương (C)

Đơn vị: Vôn (V)

1V = 1J/1C

Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N:

$$U_{MN} = V_M - V_N = \frac{A_{MN}}{q}$$

Đặc điểm:

• Hiệu điện thế là đại lượng có ý nghĩa vật lý, không phụ thuộc vào việc chọn mốc điện thế
• Thường chọn V = 0 tại mặt đất hoặc vô cực

Trong điện trường đều:

$$E = \frac{U}{d}$$

Hoặc: $$U = Ed$$

Trong đó d là khoảng cách giữa hai điểm theo phương đường sức.

Tổng quát:

Cường độ điện trường tại một điểm bằng thương của hiệu điện thế giữa hai điểm trên một đoạn nhỏ đường sức chia cho độ dài đại số của đoạn đường sức đó.

$$E = -\frac{dV}{ds}$$

Dấu trừ cho biết E hướng từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp.

Điện thế tại điểm M cách điện tích điểm Q một khoảng r:

$$V = k\frac{Q}{r}$$

Trong chân không/không khí:

$$V = 9.10^9\frac{Q}{r}$$

Chú ý:

• Q > 0: V > 0, điện thế dương
• Q < 0: V < 0, điện thế âm

Điện thế của nhiều điện tích điểm:

$$V = V_1 + V_2 + ... + V_n$$

(Cộng đại số, không phải cộng vectơ)