判断电势高低的方法_电势的公式介绍

屈育成 2018-03-15 77377

电子常识

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描述

　　什么是电势

　　静电场的标势称为电势，或称为静电势。在电场中，某点电荷的电势能跟它所带的电荷量（与正负有关，计算时将电势能和电荷的正负都带入即可判断该点电势大小及正负）之比，叫做这点的电势（也可称电位），通常用φ来表示。电势是从能量角度上描述电场的物理量。（电场强度则是从力的角度描述电场）。电势差能在闭合电路中产生电流（当电势差相当大时，空气等绝缘体也会变为导体）。电势也被称为电位。

　　电势的计算公式

　　1、电场中某点的电荷的电势能跟它的电量的比值，叫做这点电势

　　U=E/q

　　其中U表示电势，E表示电势能，q表示电荷量。

　　2、电势能E=W=Uq

　　电势差的公式Uab＝φa－φb

　　电势的应用领域

　　超导结和耦合超导结：

　　（1）热噪声在超导结中引起的静电势的多次增加和多次减少：研究人员研究了在过阻尼和欠阻尼两种情况下、在考虑了热噪声和有交流信号和直流信号同时输入的情况下的超导结两端的静电势。研究表明，随着温度的增加（热噪声的强度和温度成正比），静电势会多次被增加和多次被减小（静电势多次被增加的峰值对应于静电势的共振激活现象）。另外，超导结两端的静电势还表现出（噪声引起的）热噪声加强稳定的现象。

　　（2）耦合超导结系统（或器件）中时空噪声的出现和其对输运的影响：在该研究中，研究人员首次发现了时空噪声可能出现在耦合超导结系统（一个超导量子干涉器件）中，并且时空噪声与电子对的波函数的相差的关联所引起的系统的对称破缺能够引起输运。通过对两个模型（一个高斯噪声模型和一个电报噪声模型）的研究，研究人员发现在所研究的耦合超导结系统中几率流总是负的并且随着热噪声强度的增加而会出现一个“井”。根据研究人员的研究结果，研究人员可以控制噪声使几率流处于有利于科研人员的实验要求的状态。比如，如果研究人员希望在实验中得到较大的负几率流时，研究人员可以采取下面的两个措施：a）。在一定的环境扰动下，我们可以适当地调整温度使负几率流处于上面所提到的“井”的附近（热噪声的强度与温度成正比）以便于得到有利于我们实验要求的结果；b）。在一定的温度下，研究人员们应当采取一定的措施来调节环境扰动以便使负几率流的绝对值尽可能地大。

　　（3）一个热-惯性“ratchet”超导量子干涉器件（耦合超导结）中的混沌噪声输运：研究了一个热-惯性“ratchets”超导量子干涉器件中在有周期信号的输入的情况下的混沌噪声输运。研究表明，通过控制温度和外部输入信号的强度，研究人员可以使输运的方向反号。当温度足够低时，研究人员很容易得到混沌输运；但当温度足够高时，输运主要是热噪声输运。

　　（4）环境扰动下的耦合超导结：研究人员在考虑了内部热涨落和外部环境扰动的情况下研究了一个SQUID［超导量子干涉器件（耦合超导结）］，发现外部环境的扰动可在SQUID中引起输运，通过控制内部热涨落和外部环境的扰动之间的关联可使静电势反号；并发现随着系统内部温度的增加，电流—电压特性越来越接近于正常状态下的欧姆定律。

　　（5）热涨落和环境扰动的关联可在单个超导结中引起的静电势：它们却在国际上激起了大量科研工作者的研究兴趣。在相关论文中研究人员研究了外部环境的扰动所引起的噪声与内部热涨落的关联在超导结中所引起的静电势。研究表明，系统内部的热涨落和外部环境的扰动之间的关联可以引起对称破缺，从而在超导结中引起静电势。