عند ابعاد شحنة اختبار موجبة عن شحنة سالبة فإن فرق الجهد يزداد.
التوضيح:
فرق الجهد هو مقدار الطاقة التي تكتسبها شحنة موجبة واحدة عندما تتحرك من نقطة إلى أخرى. ووفقًا لقانون كولوم، فإن القوة المؤثرة على شحنة موجبة تتناسب طرديًا مع مقدار الشحنة السالبة وعكسيًا مع مربع المسافة بينهما.
عندما نبعد شحنة اختبار موجبة عن شحنة سالبة، فإن المسافة بينهما تزداد. وبما أن القوة المؤثرة على شحنة الاختبار تتناسب عكسيًا مع مربع المسافة، فإنها تنخفض. وبما أن فرق الجهد هو مقدار الطاقة التي تكتسبها شحنة موجبة واحدة عندما تتحرك من نقطة إلى أخرى، فإن فرق الجهد يزداد.
الشرح الرياضي:
يمكن التعبير عن فرق الجهد بين نقطتين باستخدام المعادلة التالية:
V = Ed
حيث:
- V هو فرق الجهد بين النقطتين
- E هو شدة المجال الكهربائي
- d هي المسافة بين النقطتين
في حالة شحنة الاختبار الموجبة والشحنة السالبة، فإن شدة المجال الكهربائي تتناسب طرديًا مع مقدار الشحنة السالبة وعكسيًا مع مربع المسافة بين الشحنتين.
E = kq / d^2
حيث:
- k هو ثابت كولوم
- q هو مقدار الشحنة السالبة
وبالتالي، فإن فرق الجهد يتناسب طرديًا مع مقدار الشحنة السالبة وعكسيًا مع مربع المسافة بين الشحنتين.
V = kqd / d^2
V = kq
وبما أن المسافة بين الشحنتين تزداد عندما نبعد شحنة الاختبار، فإن فرق الجهد يزداد.