Mikä on sähköinen potentiaali?

Samankaltaisesti potentiaaliero kahden pisteen välillä määritellään työksi, joka on tehtävä yhden positiivisen sähkövarauksen siirtämiseksi yhdestä pisteestä toiseen.
Kun kappale on varautunut, se voi vetää vastavarautuneen kappaleen ja repivät samanlaisesti varautuneen kappaleen. Tämä tarkoittaa, että varautunut kappale on kykenevä tekemään työtä. Tätä työn tekemisen kykyä varautuneelle kappaleelle määritellään sähköinen potentiaali kyseiselle kappaleelle.

Jos kaksi sähköisesti varautunutta kappaletta yhdistetään johtimella, elektronit alkavat virtaamaan alhaisemmasta potentiaalista korkeampaan potentiaaliin, eli virta alkaa virtaamaan korkeammasta potentiaalista alhaiseen potentiaaliin riippuen potentiaalierosta kappaleiden välillä ja yhdistävän johtimen vastusta.

Joten, sähköinen potentiaali kappaleella on sen varautunut tila, joka määrää, ottaako se sähkövarauksen muulta kappaleelta tai antaako sähkövarauksen muulle kappaleelle.
Sähköinen potentiaali arvioidaan sähköisen tasona, ja kahden sellaisen tason erotus aiheuttaa virran niiden välillä. Tämä taso on mitattava nollatasoon. Maan potentiaali otetaan nollatasoksi. Sähköinen potentiaali maan potentiaalin yläpuolella otetaan positiiviseksi potentiaaliksi, ja sähköinen potentiaali maan potentiaalin alapuolella on negatiivinen.

Sähköisen potentiaalin yksikkö on volt. Kun yhden sähkövarauksen siirtämiseksi yhdestä pisteestä toiseen tehdään yksi joule työtä, potentiaaliero pisteiden välillä sanotaan olevan yksi volt. Joten voimme sanoa,

Jos yksi pisteellä on sähköinen potentiaali 5 volta, voimme sanoa, että yhden kulombin sähkövarauksen siirtämiseksi äärettömyydestä tähän pisteeseen, pitää tehdä 5 joulen työtä.
Jos yksi pisteellä on potentiaali 5 volta ja toisella pisteellä on potentiaali 8 volta, niin 8 – 5 eli 3 jouleen työtä pitää tehdä yhden kulombin siirtämiseksi ensimmäisestä pisteestä toiseen.

Pisteen potentiaali pistemäisen sähkövarauksen vuoksi

Oletetaan, että avaruudessa on positiivinen sähkövaraus + Q. Kuvitellaan, että piste on etäisyydellä x kyseisestä sähkövarauksesta + Q. Nyt laitamme yhden positiivisen sähkövarauksen kyseiseen pisteeseen. Coulombin lain mukaan yhden positiivisen sähkövarauksen kohdalla koetaan voima,

Nyt liikutamme tätä yhden positiivisen sähkövarauksen pienellä etäisyydellä dx kohti sähkövarauksen Q.

Tämän liikkeen aikana tehdyn työn kenttää vastaan on,

Joten, kokonainen työ yhden positiivisen sähkövarauksen siirtämiseksi äärettömyydestä etäisyyteen x, on annettu,

Määritelmän mukaan tämä on pisteen sähköinen potentiaali sähkövarauksen + Q vuoksi. Joten voimme kirjoittaa,

Kahden pisteen välinen potentiaaliero

Oletetaan, että kaksi pistettä ovat etäisyydellä d1 metri ja d2 metri sähkövarauksesta +Q.
Voimme ilmaista sähköisen potentiaalin pisteessä d1 metrin päässä +Q:stä, seuraavasti,

Voimme ilmaista sähköisen potentiaalin pisteessä d2 metrin päässä +Q:stä, seuraavasti,

Joten, näiden kahden pisteen välinen potentiaaliero on

Lähde: Electrical4u.

Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jaettava, jos on oikeudenkäyttöä liittyvää ongelmaa ota yhteyttä poistamaan.