Hvad er elektrisk potentiale

Elektrisk potentiale er en kvantitativ karakteristik af et elektrisk felt baseret på måling af arbejdet af elektriske kræfter, som feltet udfører, når ladninger bevæger sig gennem det. Specielle enheder bruges til at måle elektrisk potentiale — elektroskoper og elektrometre.

Det elektriske felt, der skabes af ladninger, har følgende vigtige egenskab: det arbejde, som feltkræfterne udfører, når ladningerne bevæger sig i det, afhænger kun af placeringen af ​​de indledende og sidste bevægelsespunkter, men afhænger ikke af den bane, langs hvilken bevægelsen finder sted (et felt med en sådan egenskab kaldes et potentiale).

Derfor kan det elektriske felt på ethvert punkt karakteriseres ved det arbejde, som feltkræfterne udfører, når en bestemt ladning bevæger sig fra et givet punkt til det uendelige (praktisk talt til et så fjernt punkt, at feltet i det allerede kan betragtes som lig med nul) .

En sådan karakteristik er det elektriske potentiale i et givet punkt i feltet, hvilket udtrykkes ved det arbejde, som feltkræfterne udfører, når en positiv ladning fjernes fra det punkt til det uendelige.

Hvis denne bevægelse sker i retning af kraften, der virker på siden af ​​feltet, så virker denne kraft positivt, og udgangspunktets potentiale er positivt. Hvis bevægelsen er mod den kraft, der virker på siden af ​​feltet, så virker feltkraften negativt, og udgangspunktets potentiale er negativ.

Da det arbejde, der udføres, når en ladning bevæger sig i et elektrisk felt, ikke afhænger af stien, men kun af placeringen af ​​start- og slutpunkterne, er det arbejde, der udføres ved at bevæge sig langs hver vej fra punkt A til punkt B lig med summen af det udførte arbejde arbejde, når man går fra A til uendelig og fra uendelig til B (da de sidste to satser også repræsenterer bevægelse fra A til B, men ad en anden vej).

Med andre ord er det arbejde, der udføres af feltkræfterne, når en enheds positiv ladning bevæger sig fra punkt A til punkt B, lig med forskellen i elektriske potentialer ved punkt A og B.

En fri positiv ladning under påvirkning af kraften i det elektriske felt vil altid bevæge sig i retning af kraften, som vil udføre positivt arbejde, det vil sige, at den altid vil bevæge sig fra punkter med højere potentiale til punkter med lavere potentiale. Tværtimod vil negative ladninger bevæge sig fra et punkt med lavere potentiale til punkter med højere potentiale.

Ligesom tunge legemer i et gravitationsfelt bevæger sig fra højere til lavere potentiale, bevæger positive elektriske ladninger sig fra højere til lavere potentiale.

Ligesom for tunge legemers bevægelse, er det ikke det absolutte niveau på noget tidspunkt, der betyder noget, men forskellen i niveauerne af de punkter, som legemer bevæger sig imellem, for elektriske ladningers bevægelse er det ikke potentialets størrelse sig selv (målt mod uendelighed), hvilket er essentielt, men den potentielle forskel på punkter, mellem hvilke bevægelsen af ​​elektriske ladninger kan forekomme, for eksempel punkter forbundet med en ledning.

Derfor er det i alle elektriske problemer ikke potentialet, der spiller en rolle, men potentialeforskellen, og for denne sidste størrelse indføres et særligt navn - spænding (potentiel forskel mellem to punkter). Måleenheden for potentialforskel (spænding) i det praktiske enhedssystem er volt.

Der er også begreber inden for elektroteknik elektrodepotentiale og kontakt potentialforskel.