Elektrisches Feld vs. elektrisches Potenzial: Unterschied und Vergleich

Ein elektrischer Strom entsteht, wenn zwei geladene Teilchen einander nahe gebracht werden. Abhängig von den vorhandenen Ladungen wird der Stromfluss beschrieben.

Der elektrische Strom kann mit verschiedenen Maßeinheiten und Einheiten gemessen werden. Diese Einheiten und Maße werden definiert und formuliert, um den Wert des elektrischen Stroms zu bestimmen.

Zwei davon sind elektrisches Feld und elektrisches Potential.

Key Take Away

1. Ein elektrisches Feld ist eine Vektorgröße, die die auf ein geladenes Teilchen innerhalb des Feldes ausgeübte Kraft darstellt und Informationen über die Richtung und Größe der Kraft liefert, die ein geladenes Teilchen erfährt.
2. Das elektrische Potential, auch als Spannung bekannt, ist eine skalare Größe, die die potentielle Energie pro Ladungseinheit an einem bestimmten Punkt im Raum misst und den Arbeitsaufwand angibt, der erforderlich ist, um ein geladenes Teilchen in einem elektrischen Feld zu bewegen.
3. Der Hauptunterschied zwischen elektrischem Feld und elektrischem Potential ist ihre Natur. Das elektrische Feld ist eine Vektorgröße, die die Kraft auf ein geladenes Teilchen darstellt, und das elektrische Potenzial ist eine skalare Größe, die die potenzielle Energie pro Ladungseinheit misst.

Elektrisches Feld vs. elektrisches Potenzial

Ein elektrisches Feld ist eine Vektorgröße. Es ist der Bereich um geladene Teilchen und die Kraft, die geladene Teilchen auf ihre Umgebung ausüben. Das elektrische Potenzial ist eine skalare Größe. Es handelt sich um die Kraft, die erforderlich ist, um geladene Teilchen in einem elektrischen Feld von einem Punkt zum anderen zu bewegen.

Ein elektrisches Feld ist das Maß für die Kraft, die von geladenen Teilchen ausgeübt wird. Jedes geladene Teilchen verfügt über ein elektrisches Feld, das mit zunehmender Entfernung zwischen dem Teilchen und dem Punkt, an dem die Kraft gemessen wird, abnimmt.

Ein elektrisches Potential hingegen ist das Maß für das elektrische Feld eines Teilchens. Auch das elektrische Potenzial nimmt mit zunehmender Entfernung ab.

Die Maßeinheit ist Volt.

Vergleichstabelle

Vergleichsparameter	Elektrisches Feld	Elektrisches Potenzial
Definition	Die Menge an Kraft pro Ladung	Die Energiemenge pro Ladung
Größe	Anzahl der Vektoren	Skalare Menge
Einheit	Newton pro Coulomb	Volt
Messung	Ein Maß für die Kraft, die geladene Teilchen auf die Umgebung ausüben	Ein Maß für das elektrische Feld
Continuity	Ist nicht immer stetig, aber niemals unendlich	Ist immer durchgehend
Beziehung zur Distanz	Nimmt mit zunehmender Entfernung ab	Nimmt mit der Zunahme im Quadrat der Entfernung ab

Was ist elektrisches Feld?

Das elektrische Feld ist die Kraft, die ein geladenes Teilchen auf die Umgebung ausübt. Sie nimmt mit zunehmender Entfernung ab.

Denn je weiter der Punkt vom geladenen Teilchen entfernt ist, desto geringer ist die ausgeübte Kraft. Die ausgeübte Kraft kann je nach Ladung des Teilchens positiv oder negativ sein.

Die Formel zur Berechnung des elektrischen Feldes lautet normalerweise

E=F/q oder E=Kq/r^2

Woher,

1.  E=elektrisches Feld
2. F = ausgeübte Kraft
3. Q=Ladung des Teilchens
4. r=Entfernung der Ladung
5. K = konstant

Aus der Formel erhalten wir die Einheit des elektrischen Feldes Newton pro Coulomb (N/C) und die SI-Einheit eines elektrischen Feldes ist Volt pro Meter (V/m). Entsprechend der Einheit können wir das elektrische Feld auch als die pro Ladungseinheit ausgeübte Kraft definieren.

Ein elektrisches Feld wird auch als physikalisches Feld oder Bereich um jedes geladene Teilchen bezeichnet und misst den Bereich, bis zu dem die Kraft ausgeübt wird. Das geladene Teilchen übt eine abstoßende oder anziehende Kraft auf andere benachbarte geladene Teilchen aus.

Dies ist eine Vektorgröße.

Was ist elektrisches Potential?

Das elektrische Potential ist das Maß für das elektrische Feld, das erzeugt wird, wenn eine Ladung von einem Punkt zum anderen bewegt wird. Es wird auch als die Energie oder Arbeit beschrieben, die beim Bewegen einer Einheitsladung von unendlich zu einem Punkt im elektrischen Feld verrichtet wird, wenn die Beschleunigung des Teilchens ist Null.

Die Formel für das elektrische Potential lautet

V=W/Q oder V=Kq/r

Woher,

1. V = elektrisches Potential
2. W=Arbeit erledigt
3. Q,q=Ladung
4. r=Abstand
5. K = konstant

Aus der Formel können wir die Einheit des elektrischen Potenzials in Joule pro Coulomb (J/C) ableiten, die SI-Einheit des elektrischen Potenzials ist jedoch Volt (V). Wir können das elektrische Potenzial der Einheiten als die pro Ladungseinheit geleistete Energie oder Arbeit definieren.

Die Formel für das elektrische Potential ändert sich mit einer Änderung wie dem geladenen Teilchen und der Form des Teilchens solide für die das Potenzial ermittelt werden soll.

Dies ist eine skalare Größe.

Unterschied zwischen elektrischem Feld und elektrischem Potential

1. Die Definition ist der Hauptunterschied zwischen dem elektrischen Feld und dem elektrischen Potential. Das elektrische Feld ist die Kraft, die pro geladener Teilcheneinheit ausgeübt wird, während das elektrische Potenzial die Energie oder Arbeit ist, die pro geladener Teilcheneinheit geleistet wird.
2. Da das elektrische Feld von der Richtung der ausgeübten Kraft abhängt, handelt es sich um eine Vektorgröße. Dies ist jedoch beim elektrischen Potential nicht der Fall, da es unabhängig von der Richtung des geladenen Teilchens oder der Kraft ist und eine skalare Größe bleibt.
3. Die Formeln zur Berechnung der beiden Messungen sind unterschiedlich; Daher gibt es einen Unterschied in den SI-Einheiten der beiden. Die SI-Einheit eines elektrischen Feldes ist Volt pro Meter oder V/m, während die SI-Einheit des elektrischen Potentials Volt oder einfach V ist.
4. Wie die Definitionen nahelegen, misst das elektrische Feld die Kraft, die pro geladenem Teilchen ausgeübt wird. Das elektrische Potential misst das elektrische Feld pro geladenem Teilchen oder die geleistete Arbeit (oder verbrauchte Energie).
5. Das elektrische Potenzial ist immer eine kontinuierliche Funktion, wohingegen das elektrische Feld keine kontinuierliche Funktion ist. Es variiert von Region zu Region oder von Punkt zu Punkt, da es auch von dem Teilchen abhängt, auf das die Kraft ausgeübt wird. Der Wert tendiert jedoch nie gegen unendlich.
6. Da die ausgeübte Kraft mit zunehmendem Abstand zwischen den geladenen Teilchen oder dem Punkt und dem geladenen Teilchen abnimmt, ist das elektrische Feld umgekehrt proportional zum Abstand. Andererseits ist das elektrische Potential umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung (Entfernung zwischen Anfangs- und Endpunkt).

Literaturhinweise

1. https://science.sciencemag.org/content/218/4571/467.abstract
2. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2002JA009429