Arus elektrik terbentuk apabila dua zarah bercas dirapatkan antara satu sama lain. Bergantung pada cas yang ada, aliran arus diterangkan.
Arus elektrik boleh diukur menggunakan pelbagai ukuran dan unit. Unit dan ukuran ini ditakrifkan dan dirumuskan yang membantu dalam menentukan nilai arus elektrik. Dua daripadanya ialah medan elektrik dan potensi elektrik.
Medan Elektrik lwn Potensi Elektrik
Perbezaan antara Medan Elektrik dan Potensi Elektrik ialah medan elektrik ialah daya yang dikenakan oleh cas ke atas sekelilingnya manakala potensi elektrik ialah ukuran medan elektrik.
Medan elektrik ialah ukuran daya yang dikenakan oleh zarah bercas. Setiap zarah bercas mempunyai medan elektriknya sendiri dan ini berkurangan dengan peningkatan jarak antara zarah dan titik di mana daya diukur.
Keupayaan elektrik sebaliknya ialah ukuran medan elektrik zarah. Potensi elektrik juga berkurangan dengan peningkatan jarak. Unit ukuran ialah Volt.
Jadual Perbandingan Antara Medan Elektrik dan Potensi Elektrik
| Parameter Perbandingan | Medan Elektrik | Potensi Elektrik |
| Definisi | Jumlah daya setiap caj | Jumlah tenaga setiap cas |
| Magnitud | Kuantiti vektor | Kuantiti skalar |
| Unit | Newton setiap coulomb | Volt |
| Pengukuran | Ukuran daya yang dikenakan oleh zarah bercas ke atas sekeliling | Satu ukuran medan elektrik |
| Kesinambungan | Tidak selalu berterusan tetapi tidak pernah infiniti | Sentiasa berterusan |
| Hubungan dengan jarak | Berkurangan dengan pertambahan jarak | Berkurang dengan pertambahan kuasa dua jarak |
Medan elektrik ialah daya yang dikenakan oleh zarah bercas ke atas sekeliling. Ia berkurangan dengan peningkatan jarak. Ini kerana lebih jauh, titik adalah dari zarah bercas, lebih kecil daya yang dikenakan. Daya yang dikenakan boleh positif atau negatif bergantung kepada cas zarah.
Formula untuk mengira medan elektrik biasanya,
E=F/q atau E=Kq/r^2
di mana,
Daripada formula, kita memperoleh unit medan elektrik untuk menjadi Newton per Coulomb(N/C) dan unit SI bagi medan elektrik ialah volt per meter(V/m). mengikut unit, kita juga boleh mentakrifkan medan elektrik sebagai daya yang dikenakan per unit cas.
Medan elektrik juga digambarkan sebagai medan fizikal atau kawasan di sekeliling setiap zarah bercas dan mengukur kawasan di mana daya dikenakan. Zarah bercas mengenakan daya tolakan atau daya tarikan pada zarah bercas lain yang berdekatan.
Ini ialah kuantiti vektor.
Keupayaan elektrik ialah ukuran medan elektrik yang dihasilkan apabila cas dipindahkan dari satu titik ke titik yang lain. Ia juga digambarkan sebagai tenaga atau kerja yang dilakukan untuk menggerakkan cas unit dari infiniti ke satu titik pada medan elektrik apabila pecutan zarah adalah sifar.
Formula untuk potensi elektrik ialah,
V=W/Q atau V=Kq/r
di mana,
Daripada formula, kita boleh memperoleh unit potensi elektrik sebagai joule per coulomb (J/C) tetapi unit SI bagi potensi elektrik ialah volt(V). Daripada unit, kita boleh mentakrifkan potensi elektrik sebagai tenaga atau kerja yang dilakukan setiap unit cas.
Formula untuk potensi elektrik berubah dengan perubahan seperti zarah bercas dan bentuk pepejal yang potensinya akan ditentukan.
Perbezaan Antara Medan Elektrik dan Potensi Elektrik
- Perbezaan utama antara medan elektrik dan potensi elektrik terletak pada definisi. Medan elektrik ialah daya yang dikenakan per unit zarah bercas manakala potensi elektrik ialah tenaga atau kerja yang dilakukan setiap zarah bercas.
- Oleh kerana medan elektrik bergantung kepada arah daya yang dikenakan, ia adalah kuantiti vektor. Tetapi ini tidak berlaku dalam potensi elektrik kerana ia bebas daripada arah zarah bercas atau daya dan kekal sebagai kuantiti skalar.
- Formula untuk mengira kedua-dua ukuran adalah berbeza oleh itu terdapat perbezaan dalam unit SI kedua-duanya juga. Unit SI bagi medan elektrik ialah volt per meter atau V/m manakala unit SI bagi potensi elektrik ialah volt atau hanya V.
- Seperti yang dicadangkan oleh definisi, medan elektrik mengukur daya yang dikenakan setiap zarah bercas. Potensi elektrik mengukur medan elektrik setiap zarah bercas atau kerja yang dilakukan (atau tenaga yang digunakan).
- Potensi elektrik sentiasa fungsi berterusan manakala medan elektrik bukan fungsi berterusan. Ia berbeza dari rantau ke rantau atau titik ke titik kerana ia juga bergantung pada zarah daya yang dikenakan. Tetapi nilainya tidak pernah cenderung kepada infiniti.
- Apabila daya yang dikenakan berkurangan dengan pertambahan jarak antara zarah bercas atau titik dan zarah bercas, medan elektrik adalah berkadar songsang dengan jarak. Sebaliknya, potensi elektrik adalah berkadar songsang dengan kuasa dua jarak (jarak ialah jarak antara titik awal dan akhir).
Kesimpulan
Arus elektrik adalah istilah yang terkenal untuk semua orang yang menggunakan alat elektrik. Arus yang dihasilkan ini mempunyai banyak aplikasi dan banyak lagi istilah, teori dan formula yang berkaitan dengan analisis dan penilaiannya.
Setiap zarah bercas mempunyai medan daya di sekelilingnya yang mengenakan daya tarikan atau tolakan pada zarah sekeliling. Medan ini dipanggil medan elektrik.
Potensi elektrik ialah kerja yang dilakukan atau tenaga yang diperlukan untuk membawa cas unit dari infiniti ke satu titik pada medan elektrik tanpa sebarang pecutan dihasilkan. Dengan kata lain, ia juga boleh dianggap sebagai ukuran medan elektrik per unit cas.
Potensi elektrik hanya mengukur kerja yang dilakukan tanpa pecutan. Ini tidak memerlukan arah cas dan oleh itu merupakan kuantiti skalar. Manakala medan elektrik bergantung kepada arah daya yang dikenakan dan magnitud zarah bercas. Oleh itu, ia adalah kuantiti vektor.
