Jak zrozumieć potencjał, napięcie i pojemność w kontekście wzorów?

Jestem uczniem 3 gimnazjum. Z wszystkich przedmiotów staram się wszystko dogłębnie rozumieć. Mam niestety ogromny problem z pojęciem 3 podstaw z prądu. Bardzo proszę wyrozumiałość i cierpliwość. :)Czytałem inne tematy z podobnymi problemami, ale mi chodzi o wytłumaczenie z punktu widzenia wzorów.
1 Potencjał
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/pl/math/8/1/6/81670760d949633256b395896731fbf7.png
Praca ładunku w z punktu p do nieskończoności:
I tu mam pytanie: Czy odległość drogi elektronu ma wpływ na możliwą do wykonania przez niego pracę?
i drugie pytanie Czy każdy ładunek o ładunku np. 1C wykonuje takią samą pracę? Jeśli odp na pytanie 1 – nie a na 2 tak to czy pomiędzy W i q jest Konstans? Jeśli tak to co tak naprawde decyduje że w danym punkcie występuje taki a nie inny potencjał? Te pytania są mi potrzebne ;]

2 Napięcie
nie trzeba mi tłumaczyć żadnych naczyń połączonych do zrozumienia tego dlatego dokładnie podaje pytania, z czym mam problem.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/pl/math/2/6/8/268fdd1c81cea82c68cbd16c62dee312.png
drugiej części nie ruszam chociaż może by mi pomogła w rozumowaniu
Wiadomo że jeśli płynie prąd to w każdym miejscu układu (z wyjątkiem równoległego)jest takie samo natężenie. Znaczy to że w każdym punkcie oprócz skrajnych końców + i – płynie taki sam ładunek. Woltomierz można umieścić w różnych miejscach układu. I zakładam że podłączam woltomierz na skrajnych końcach żarówki i sam nie wiem co się dzieje bo według założenia ładunki są takie same więc się skracają się a jeśli między pracą i ładunkiem jest konstans to i praca się skraca Napięcie wynosi 0V. Tak samo po części rozumiem bo elektrony nie płyną bo w punkcie po drugiej stronie żarówki jest mniej elektronów tylko dlatego że mniejszy potencjał (którego jeszcze dobrze nie pojmuję) jest dopiero na końcu całego obwodu. Co w moim rozumowaniu jest złe?
3 Pojemność
http://upload.wikimedia.org/math/6/7/8/6782f93ccfae137a82bdf0cf6707bbac.png
Tego akurat w żaden sposób sobie nie wyobrażam. Wiem tylko że baterie AA i R 20 mają to samo napięcie a inne pojemności ale jakie to ma znaczenie?
Mógłbym jeszcze napisać kilka niejasności ale poczekam aż te zostaną sprostowane.

Ad3. Nie myl pojemności kondensatora z pojemnością baterii.

kiler199712 napisał:

mają to samo napięcie a inne pojemności ale jakie to ma znaczenie?

Ano takie, że przy podłączeniu jakiejś np. żarówki do baterii R20 będzie ona w sposób ciągły dłużej świeciła, od tej samej żarówki, podłączonej do baterii R6(AA). Piszę baterii, choć prawidłowo powinno być "ogniwa", jako że bateria, jest grupą ogniw.
Pojemność ( w domyśle kondensatora) jest wielkością ładunku, zgromadzonego w nim, przy danym napięciu.
Pojemność akumulatora(ogniwa, baterii) jest określona możliwością poboru prądu o określonym natężeniu przez określony czas. Pojemność 1 amperogodziny ma takie źródło energii, które umożliwia pobór prądu n.p. o natężeniu 1 ampera przez okres 1 godziny, lub 0,5 ampera przez okres 2 godzin. Powyższe dzieje się przy danym napięciu ogniwa(baterii). N.p.1,5 V( ogniwa R3, R6, R20), 4,5V(bateria 3R12-t.zw. płaska), 6F22( bateria 9-voltowa). Wielkość nagromadzonej zatem energii w tych źródłach prądu, jest różna, mimo n.p. jednakowej pojemności, w związku z różnymi ich napięciami.

Zygmunt_mt napisał:

Ano takie, że przy podłączeniu jakiejś np. żarówki do baterii R20 będzie ona w sposób ciągły dłużej świeciła,

Jak połączysz żarówkę z kondensatorem 10 mF to też będzie świeciła dłużej niż z 1mF.
Różnica jest w sposobie magazynowania energii i jej ilości na jednostkę masy.

vodiczka napisał:

Jak połączysz żarówkę z kondensatorem 10 mF to też będzie świeciła dłużej niż z 1mF.
Różnica jest w sposobie magazynowania energii i jej ilości na jednostkę masy.

W sposobie magazynowania energii tak, ale odpowiedź o ilości energii na jednostkę masy, ma się nijak do pytania Kolegi kiler199712. Bo to jeszcze chyba, nie ten etap przyswajania przezeń wiedzy.

Cytat:

Jestem uczniem 3 gimnazjum. Z wszystkich przedmiotów staram się wszystko dogłębnie rozumieć.

Szkoła wprowadza zbyt wiele uproszczeń, żebyś mógł wszystko dogłębnie zrozumieć, ja też wytłumaczę łopatologicznie.

Cytat:

Czy odległość drogi elektronu ma wpływ na możliwą do wykonania przez niego pracę?

Nie, innym przykładem pola potencjalnego jest pole grawitacyjne, przykładowo: twoja energia potencjalna nie zależy od tego jak wszedłeś na górkę, tylko od tego jak wysoka była ta górka.

Cytat:

i drugie pytanie Czy każdy ładunek o ładunku np. 1C wykonuje takią samą pracę? Jeśli odp na pytanie 1 – nie a na 2 tak to czy pomiędzy W i q jest Konstans? Jeśli tak to co tak naprawde decyduje że w danym punkcie występuje taki a nie inny potencjał? Te pytania są mi potrzebne ;]

Praca zależy tylko od ładunku i różnicy potencjałów którą ten ładunek przebędzie. Ładunek próbny służy tylko do obliczenia potencjału nie musi wcale istnieć.

Cytat:

Woltomierz można umieścić w różnych miejscach układu. I zakładam że podłączam woltomierz na skrajnych końcach żarówki i sam nie wiem co się dzieje bo według założenia ładunki są takie same więc się skracają się a jeśli między pracą i ładunkiem jest konstans to i praca się skraca Napięcie wynosi 0V. Tak samo po części rozumiem bo elektrony nie płyną bo w punkcie po drugiej stronie żarówki jest mniej elektronów tylko dlatego że mniejszy potencjał (którego jeszcze dobrze nie pojmuję) jest dopiero na końcu całego obwodu. Co w moim rozumowaniu jest złe?

To już nie jest elektrostatyka, ładunki są w ruchu, stały jest prąd, a więc szybkość przepływu ładunku, co nie ma związku z różnicą potencjałów (poza prawem Ohma (; ). Nie zawsze rozpatrywanie zależności pomiędzy potencjałem, ładunkiem, a pojemnością ma sens, tu już nie ma.

Cytat:

3 Pojemność
http://upload.wikimedia.org/math/6/7/8/6782f93ccfae137a82bdf0cf6707bbac.png
Tego akurat w żaden sposób sobie nie wyobrażam. Wiem tylko że baterie AA i R 20 mają to samo napięcie a inne pojemności ale jakie to ma znaczenie?

Ten wzór nie dotyczy baterii, choćby dlatego że zależność napięcia, od ładunku nie jest w nich liniowa.

Jak naładujesz dwa różne kondensatory takim samym ładunkiem, ten o mniejszej pojemności będzie miał wyższe napięcie. W przypadku kondensatora płaskiego ładunek rozłoży się na większej lub mniejszej powierzchni okładek i napięcie będzie inne.

Ad 3 jeżeli ogniwo ma więcej Ah to wbrew prawu ohma przy napięciu 1,5V płynie większe natęrzenie?

Nie, płynie taki sam prąd, tylko przez dłuższy czas. Wzór na pojemność akumulatora to c = t*I, gdzie c - pojemność aku, t - czas, I - prąd, Co za tym idzie, przy danym napięciu ogniwa, i danej rezystancji odbiornika, (czyli danym prądzie) ogniwo które ma większa pojemność, będzie mogło oddawać ten prąd przez dłuższy czas. Teoretycznie również, ogniwo o większej pojemności może w tym samym czasie oddać większy prąd, ale w praktyce zależy to od tzw. rezystancji wewnętrznej źródła.

Cytat:

Ad 3 jeżeli ogniwo ma więcej Ah to wbrew prawu ohma przy napięciu 1,5V płynie większe natęrzenie?

To by było wbrew prawu Ohma (; bez sensu.

Cytat:

nie trzeba mi tłumaczyć żadnych naczyń połączonych do zrozumienia tego dlatego dokładnie podaje pytania, z czym mam problem.

Powinieneś wrócić do analogii hydraulicznych, Przy określonym ciśnieniu i oporach hydraulicznych w rurociągu, będziesz miał takie samo natężenie przepływu, niezależnie czy woda będzie ze szklanki, czy ze stawu.

Ogniwa o większej pojemności zazwyczaj mają mniejszą rezystancję wewnętrzną, więc w praktyce przy dużym obciążeniu dają więcej prądu. ale to tylko dla tego że napięcie spada pod obciążeniem. Wszystko co o bateriach i ogniwach ma się nijak do twojego wzoru C=Q/U.

kiler199712 napisał:

Ad 3 jeżeli ogniwo ma więcej Ah to wbrew prawu ohma przy napięciu 1,5V płynie większe natęrzenie?

Nie, bo natężenie zależy od napięcia (ściślej siły elektromotorycznej) i oporności. Wewnętrznej ogniwa (baterii) i zewnętrznej. Oporności wypadkowej, bo nie musi być jedna. Pojemność jest niejako zdolnością do "wytwarzania" prądu, przez jakiś czas. Im jest on dłuższy dla danego prądu, tym ona jest większa.

OK, pojemność już kapuję, ale potencjał i napięcie jeszcze nie do końca
jarek_lnx mówi:
"Praca zależy tylko od ładunku i różnicy potencjałów którą ten ładunek przebędzie. Ładunek próbny służy tylko do obliczenia potencjału nie musi wcale istnieć. " co znaczy to że ładunek próbny może wcale nie istnieć?
i na moje pytanie z woltomierzem odpowiedział:
"To już nie jest elektrostatyka, ładunki są w ruchu, stały jest prąd, a więc szybkość przepływu ładunku, co nie ma związku z różnicą potencjałów (poza prawem Ohma (; ). Nie zawsze rozpatrywanie zależności pomiędzy potencjałem, ładunkiem, a pojemnością ma sens, tu już nie ma. " Rozumiem błąd w rozumowaniu, ale jak w tedy interpretuje się różnicę potencjałów co znaczy poza prawem ohma i w jaki sposób mam rozumować to że napięcie oporników ułożonych szeregowo się dodaje a ułożone równolegle mają napięcie równe napięciu zasilania?

kiler199712 napisał:

napięcie oporników ułożonych szeregowo się dodaje

Nie napięcie oporników tylko spadek napięcia na opornikach, oporniki nie wytwarzają napięcia a spadek napięcia powstaje wskutek płynącego prądu. Im większy opór danego opornika tym (prawo Ohma) większy spadek napięcia. Sumaryczny spadek napięcia wszystkich oporników równy jest napięciu na wyjściu źródła zasilającego te oporniki.
Przy połaczeniu równoległym wszystkie oporniki połączone są do wyjścia źródła czyli spadek napięcia na wszystkich jest jednakowy i równy napięciu zasilania.