طاقة الوضع الكهربائية

**طاقة الوضع الكهربائية** أو **طاقة الوضع الإلكتروستاتية** هي في الأساس طاقة وضع تقاس بالجول وقد تم وصفها باستخدام قانون كولوم

## التعريف
يتم تعريف طاقة الوضع الكهربية لنقطة ما بأنها الشغل المبذول في تحريك وحدة الشحنات الكهربائية من اللانهاية إلى تلك النقطة (دون إحداث أي تغيير في الطاقة الحركية لها ) . بشرط اختيار نقطة مرجعية يكون الجهد عندها يساوي صفراً .

ويتم تعريف طاقة الوضع الكهربية ***U<sub>E</sub>*** لجسيم نقطي ***q*** على بعد مسافة **r** من المجال الكهربي **E** بانها سالب الشغل المبذول ***W*** بواسطة القوة الكهروستاتيكية لجذبها من النقطة المرجعية **r**ref إلي النقطة **r** 

حيث **E** هو الحقل الكهربائي . و **d**s*** هو متجهه الإزاحة بين النقطة المرجعية إلي النقطة '''r''' . <br />
أو يمكن تعريفها باستخدام القانون التالي : <br />


== الوحدات ==
في [[نظام الوحدات الدولي]] يتم قياس طاقة الوضع الكهربائية بوحدة [[جول|الجول]] على اسم [[فيزياء|الفيزيائي]] [[إنجلترا|الإنجليزي]] [[جيمس بريسكوت جول]] . <br />
وفي [[نظام وحدات سنتيمتر غرام ثانية]] يتم القياس باستخدام إما وحدة [[إرج|الإرج]] أو [[إلكترون فولت|الإلكترون فولت]] ورمزها ***eV*** حيث : <br />
''1eV = 1.602×10−19 J''
== طاقة الوضع الكهربائية لجسيم نقطي واحد ==
=== طاقة الوضع الكهربائية لجسيم نقطي ''q'' في وجود جسيم نقطي ''Q'' ===
[[ملف:Point Charge q in an electric field.svg|طاقة الوضع الكهربائية لجسيم نقطي ''q'' في وجود جسيم نقطي ''Q''.|تصغير|434px]]
نحسب طاقة الوضع الكهربائية ''U<sub>E</sub>'' لجسيم نقطي ''q'' على بعد مسافة '''r''' من جسيم نقطي ''Q'' من المعادلة التالية :<br />


حيث <br />
<math>k_e = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0}</math> ويسمي [[ثابت كولوم]] . <br />
***r*** هي المسافة بين [[جسيم نقطي|الجسيم النقطي]] ''q'' و[[جسيم نقطي|الجسيم النقطي]] ''Q'' .
=== طاقة الوضع الكهربائية لجسيم نقطي ''q'' في وجود ''n'' جسيم نقطي ''Q<sub>i</sub>'' ===
[[ملف:Electric potential energy 3 charge.gif|تصغير|طاقة الوضع الكهربائية لجسيم نقطي ''q'' في وجود ''n'' جسيم نقطي ''Q''<sub>2</sub> charge system:<math>U_E = q\frac{1}{4 \pi \varepsilon_0} \left(\frac{Q_1}{r_1} + \frac{Q_2}{r_2} \right) </math>]]
طاقة الوضع الكهربائية ''U<sub>E</sub>'' لجسيم نقطي ''q'' في وجود ''n'' جسيم نقطي ''Q<sub>i</sub>'' اللازمة لتحريك وحدة [[شحنة كهربائية|الشحنات الكهربائية]] من [[لانهاية|اللانهاية]] إلى تلك النقطة . ويتم استخدام القانون التالي : <br />

حيث <br />
<math>k_e = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0}</math> ويسمي [[ثابت كولوم]] . <br />
***r**'' هي المسافة بين [[جسيم نقطي|الجسيم النقطي]] ''q'' و[[جسيم نقطي|الجسيم النقطي]] ''Q'' .
== طاقة الوضع الكهربائية المخزنة في النظام ==
طاقة الوضع الكهربائية المخزنة ''U<sub>E</sub>'' في النظام تأتي من المعادلة التالية : <br />


|}}
حيث <br />
<math>\Phi(\mathbf{r}_i) = \sum_{j=1}^{N(j\ne i)} k_e \frac{q_j}{\mathbf{r}_{ij}}</math>,

حيث **r**<sub>ij</sub> هي المسافة بين q<sub>j</sub> و **r*'<sub>i</sub> .

== الطاقة المخزنة في المجال الكهربائي المنتظم ==
وتحسب من العلاقة التالية : <br />
: <math> u_e = \frac{dU}{dV} = \frac{1}{2} \varepsilon_0 \left|{\mathbf{E}}\right|^2.</math>
== الطاقة المخزنة في العناصر الإلكترونية ==
[[ملف:Electronic component electrolytic capacitors.jpg|تصغير|150x150px|الطاقة المخزنة في العناصر الإلكترونية [[مكثف (كهرباء)|المكثف]] <br />
 U<sub>E</sub>=½ CV<sup>2</sup>]]
بعد العناصر الإلكترونية يستطيع تحويل الطاقة من صورة إلى صورة آخرى . فعلى سبيل المثال تستطيع [[المقاومة والمواصلة الكهربائية|المقاومة]] تحويل [[طاقة كهربائية|الطاقة الكهربائية]] إلى [[طاقة حرارية]] وهذا يسمي ب[[قانون جول]] . ويتم حساب الطاقة المخزنة في [[مكثف (كهرباء)|المكثف]] من المعادلة : <br />
: <math> U_E = \frac{1}{2}QV = \frac{1}{2} CV^2 = \frac{Q^2}{2C}</math>
حيث : <br />
*C* هي [[سعة كهربية|السعة الكهربية]] . <br />
*V* هو فرق [[كمون كهربائي|الجهد الكهربي]] . <br />
*Q'' هي الشحنة الكهربائية المخزنة في المكثف . 
## انظر أيضاً

* الطاقة البحرية
* تجربة الطائرة الورقية
* قدرة التيار المتردد 
* الريوستات السائل
* انقطاع الطاقة
* أزمة الكهرباء في الإكوادور عام 2009

## ملاحظات

## المصادر

تصنيف:أشكال الطاقة
تصنيف:جهد كهربائي
تصنيف:طاقة كهربائية
تصنيف:قدرة كهربائية
تصنيف:كهرباء
تصنيف:كهرسكونيات
تصنيف:هندسة أنظمة الطاقة