Цахилгаан энерги болон цахилгаан эрчим хүч
Цахилгаан эрчим хүч ба цахилгаан эрчим хүч нь цахилгаан ба электроникийн маш чухал хоёр хэмжигдэхүүн юм. Энэ нийтлэлд хоёр ойлголтыг харьцуулж, эдгээр хоёр хэмжигдэхүүний ижил төстэй болон ялгааг харуулах болно.
Цахилгаан энерги гэж юу вэ?
Цахилгаан энерги гэдэг нь цахилгаан потенциал энергийн гүйцэтгэсэн ажлыг нэрлэдэг. Цахилгаан эрчим хүчний тухай ойлголтыг ойлгохын тулд цахилгаан потенциалын талаар ойлголттой байх шаардлагатай. Хөдөлгөөнгүй болон хөдөлгөөнгүй бүх цахилгаан цэнэгүүд цахилгаан орон үүсдэг гэж хэлдэг. Мөн ямар ч цаг хугацааны өөр өөр соронзон орон ашиглан цахилгаан орон үүсгэж болно. Цахилгаан талбайн хэд хэдэн чухал хүчин зүйлүүд байдаг. Эдгээр нь цахилгаан талбайн эрчим, цахилгаан орны потенциал ба цахилгаан урсгалын нягт юм. Цахилгаан талбайн эрчмийг цахилгаан талбайн нэгж цэгийн цэнэгт үзүүлэх хүч гэж тодорхойлдог. Үүнийг E=Q/4πεr2 томъёогоор тодорхойлно, Q нь цэнэг, ε нь орчны цахилгаан нэвтрүүлэх чадвар, r нь цэгийн цэнэгээс цэгийн зай юм. Q. Тухайн цэг дээр байрлуулсан q цэгийн цэнэгийн хүч нь F=Qq/4πεr2-тэй тэнцүү. Хэрэв q нь 1 кулон бол F нь цахилгаан орны эрчимтэй тэнцүү байна. Цэгийн цахилгаан потенциал гэдэг нь 1 кулон хэмжээтэй цэгийн цэнэгийг хязгааргүйгээс потенциалыг хэмжсэн цэг хүртэл авчрахад шаардагдах энерги гэж тодорхойлогддог. Энэ энерги нь цэнэгийг хязгааргүйгээс цэг рүү авчрах үед цэнэг дээр хийсэн ажилтай тэнцүү байна. Хэрэв цэнэг хоёулаа эерэг байвал туршилтын цэнэгийг хязгааргүй цэгээс цэг хүртэл авахын тулд хэрэглэх хүч нь хоёр цэнэгийн хоорондох түлхэлтийн хүчтэй үргэлж тэнцүү бөгөөд эсрэг параллель байна. F-г хязгааргүйгээс r хүртэл dr-тэй харьцуулбал бид цэгийн цахилгаан потенциалыг (V) Q/4πεr гэж авна. r нь үргэлж эерэг байдаг тул цэнэг нь сөрөг байвал цахилгаан потенциал нь мөн сөрөг байна. Цахилгаан потенциалын нэгж нь нэг кулон дахь жоуль юм. Статик цахилгаан орон нь консерватив талбар юм. Тиймээс статик цахилгаан орны цахилгаан потенциал нь замаас хамааралгүй байдаг. Ийм талбайн цахилгаан боломж нь зөвхөн байрлалаас хамаарна. Цахилгаан талбарт байрлуулсан үнэгүй цэнэг нь боломжит хамгийн бага энерги рүү шилжих хандлагатай байдаг. Энэ цэнэгийн урсгал нь бага боломжит төгсгөлийн потенциалыг нэмэгдүүлж, улмаар боломжит зөрүүг багасгахад хүргэдэг. Энэ багассан боломжит энерги нь эцэстээ цэнэгийн урсгалыг зогсооно. Цахилгаан эрчим хүч нь боломжит зөрүүг хоёр цэгт байлгахад шаардагдах энерги юм. Цахилгаан энергийг жоулаар хэмждэг. Цахилгаан эрчим хүчийг цахилгаан талбар дахь цэнэгийг шилжүүлэхэд шаардагдах ажлын хэмжээ гэж бас тайлбарлаж болно.
Цахилгаан эрчим хүч гэж юу вэ?
Цахилгаан эрчим хүч нь цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх хурд юм. Үүнийг секундэд ватт эсвэл жоулаар хэмждэг. Хэдийгээр цахилгаан эрчим хүч нь хамгийн суурь хэмжигдэхүүн боловч цахилгаан эрчим хүч нь эрчим хүчний системийн удирдлагын ашигтай хэмжигдэхүүн юм. Цахилгаан эрчим хүч нь цахилгаан эрчим хүч дамжуулах хурд учраас энэ хэмжигдэхүүн нь тэсвэрлэх системийг зохион бүтээхэд чухал ач холбогдолтой.
Цахилгаан болон цахилгаан эрчим хүчний ялгаа нь юу вэ?
• Цахилгаан эрчим хүч нь эрчим хүчний нэг хэлбэр боловч цахилгаан эрчим хүч нь секундэд үйлдвэрлэсэн эсвэл тархсан цахилгаан эрчим хүч юм.
• Цахилгаан эрчим хүчийг жоуль, харин цахилгааныг ваттаар хэмждэг.
