Τι είναι η ηλεκτρική δυναμική;

Παρόμοια, η δυναμική διαφορά μεταξύ δύο σημείων ορίζεται ως το έργο που απαιτείται για να φέρει μια μοναδιαία θετική φορτίση από ένα σημείο σε άλλο.
Όταν ένα σώμα είναι φορτισμένο, μπορεί να ελκύσει ένα σώμα με αντίθετο φορτίο και να απωθήσει ένα σώμα με παρόμοιο φορτίο. Αυτό σημαίνει ότι το φορτισμένο σώμα έχει τη δυνατότητα να εργάζεται. Αυτή η δυνατότητα εργασίας ενός φορτισμένου σώματος ορίζεται ως ηλεκτρικό δυναμικό του σώματος.

Εάν δύο ηλεκτρικά φορτισμένα σώματα είναι συνδεδεμένα μέσω ενός αγωγού, τα ηλεκτρόνια ξεκινούν να ρέουν από το σώμα με χαμηλότερο δυναμικό προς το σώμα με υψηλότερο δυναμικό, δηλαδή ο ρεύματα ξεκινάει να ρέει από το σώμα με υψηλότερο δυναμικό προς το σώμα με χαμηλότερο δυναμικό, εξαρτώμενο από τη δυναμική διαφορά των σωμάτων και την αντίσταση του συνδέουσα αγωγού.

Άρα, το ηλεκτρικό δυναμικό ενός σώματος είναι η φορτισμένη κατάστασή του, η οποία καθορίζει εάν θα λάβει ή θα δώσει ηλεκτρικό φορτίο σε άλλο σώμα.
Το ηλεκτρικό δυναμικό κατατάσσεται ως ηλεκτρικό επίπεδο, και η διαφορά δύο τέτοιων επιπέδων, προκαλεί την ροή ρεύματος μεταξύ τους. Αυτό το επίπεδο πρέπει να μετρηθεί από ένα επίπεδο μηδενικής αναφοράς. Το δυναμικό της γης θεωρείται ως επίπεδο μηδενικής αναφοράς. Το ηλεκτρικό δυναμικό πάνω από το δυναμικό της γης θεωρείται ως θετικό δυναμικό, ενώ το ηλεκτρικό δυναμικό κάτω από το δυναμικό της γης είναι αρνητικό.

Η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού δυναμικού είναι το βολτ. Για να φέρει μια μοναδιαία φορτίση από ένα σημείο σε άλλο, εάν εκτελεστεί ένα ίουλ εργασία, τότε η δυναμική διαφορά μεταξύ των σημείων λέγεται ότι είναι ένα βολτ. Άρα, μπορούμε να πούμε,

Εάν ένα σημείο έχει ηλεκτρικό δυναμικό 5 βολτ, τότε μπορούμε να πούμε ότι για να φέρουμε ένα κουλόμπ από το άπειρο σε αυτό το σημείο, πρέπει να εκτελεστεί 5 ίουλ εργασία.
Εάν ένα σημείο έχει δυναμικό 5 βολτ και άλλο σημείο έχει δυναμικό 8 βολτ, τότε 8 – 5 ή 3 ίουλ εργασία πρέπει να εκτελεστεί για να μετακινήσουμε ένα κουλόμπ από το πρώτο σημείο στο δεύτερο.

Δυναμικό σε ένα σημείο λόγω μοναδιαίου φορτίου

Ας θεωρήσουμε ένα θετικό φορτίο + Q στο χώρο. Ας φανταστούμε ένα σημείο σε απόσταση x από το εν λόγω φορτίο + Q. Τώρα τοποθετούμε ένα μοναδιαίο θετικό φορτίο σε αυτό το σημείο. Σύμφωνα με τον νόμο του Coulomb, το μοναδιαίο θετικό φορτίο θα εμπειρευτεί μια δύναμη,

Τώρα, ας μετακινήσουμε αυτό το μοναδιαίο θετικό φορτίο, με μια μικρή απόσταση dx προς το φορτίο Q.

Κατά τη διάρκεια αυτής της μετακίνησης, το έργο που εκτελείται κατά τη διάρκεια της διάρκειας του πεδίου είναι,

Άρα, το συνολικό έργο που πρέπει να εκτελεστεί για να φέρει το μοναδιαίο θετικό φορτίο από το άπειρο σε απόσταση x, δίνεται από,

Σύμφωνα με τον ορισμό, αυτό είναι το ηλεκτρικό δυναμικό του σημείου λόγω του φορτίου + Q. Άρα, μπορούμε να γράψουμε,

Δυναμική διαφορά μεταξύ δύο σημείων

Ας θεωρήσουμε δύο σημεία σε απόσταση d1 μέτρο και d2 μέτρα από ένα φορτίο +Q.
Μπορούμε να εκφράσουμε το ηλεκτρικό δυναμικό στο σημείο d1 μέτρα μακριά από το +Q, ως,

Μπορούμε να εκφράσουμε το ηλεκτρικό δυναμικό στο σημείο d