Điện thế, hiệu điện thế và năng lượng điện: chọn mốc và đọc dấu

⚡ Điện thế mô tả vị trí, thế năng còn phụ thuộc điện tích

Điện thế V tại một điểm là thế năng điện trên một đơn vị điện tích thử dương: V=U/q. Với cùng vị trí, điện tích dương và âm có thế năng trái dấu nếu dùng cùng mốc; điện thế của trường không đổi theo điện tích thử lí tưởng.

Ba quan hệ cần tách

• ΔU=qΔV: đổi thế năng phụ thuộc dấu q.
• Công của lực điện A=−ΔU nếu chỉ xét lực điện.
• Trong điện trường đều, độ lớn hiệu điện thế liên hệ E và khoảng cách theo phương đường sức; phải xét dấu theo hướng dịch chuyển.

Ví dụ đọc dấu

Một proton đi từ điểm 100 V tới 20 V: ΔV=−80 V nên ΔU<0, lực điện thực hiện công dương nếu chuyển động do trường. Với electron đi cùng hai điểm, q<0 nên ΔU>0; electron tự do có xu hướng gia tốc theo hướng ngược lại.

Mốc thế năng

Giá trị V phụ thuộc mốc chọn, nhưng hiệu điện thế giữa hai điểm quyết định biến đổi năng lượng và có ý nghĩa đo được. Không cộng điện thế như vectơ; điện thế là đại lượng vô hướng, còn điện trường là vectơ.

✍️ Luyện tập

Cho ba điểm có điện thế khác nhau. Tính dấu ΔU và công lực điện cho proton rồi electron, sau đó vẽ chiều lực phù hợp.