Co to jest potencjał elektryczny?

Podobnie, różnica potencjałów między dwoma punktami jest zdefiniowana jako praca wymagana do przeprowadzenia jednostkowego ładunku dodatniego z jednego punktu do drugiego.
Kiedy ciało jest naładowane, może przyciągać ciało o przeciwnym ładunku i odpychać ciało o podobnym ładunku. Oznacza to, że naładowane ciało ma zdolność do wykonywania pracy. Ta zdolność do wykonywania pracy przez naładowane ciało jest zdefiniowana jako potencjał elektryczny tego ciała.

Jeśli dwa naładowane ciała są połączone przewodnikiem, elektrony zaczynają przepływać od ciała o niższym potencjale do ciała o wyższym potencjale, co oznacza, że prąd zaczyna płynąć od ciała o wyższym potencjale do ciała o niższym potencjale, w zależności od różnicy potencjałów tych ciał oraz oporu połączenia przewodnika.

Zatem, potencjał elektryczny ciała to jego stan naładowania, który określa, czy ciało będzie przyjmować lub oddawać ładunek elektryczny innemu ciału.
Potencjał elektryczny jest oceniany jako poziom elektryczny, a różnica dwóch takich poziomów powoduje przepływ prądu między nimi. Ten poziom musi być mierzony od odniesienia zerowego. Potencjał ziemi jest uznawany za poziom zerowy. Potencjał elektryczny powyżej potencjału ziemi jest traktowany jako potencjał dodatni, a potencjał elektryczny poniżej potencjału ziemi jest ujemny.

Jednostką potencjału elektrycznego jest wolt. Aby przetransportować jednostkowy ładunek z jednego punktu do drugiego, jeśli wykonano pracę równą jednej dżulowi, to różnica potencjałów między tymi punktami wynosi jeden wolt. Możemy więc powiedzieć,

Jeśli jeden punkt ma potencjał elektryczny 5 woltów, możemy powiedzieć, że aby przetransportować jeden kulomb ładunku z nieskończoności do tego punktu, należy wykonać 5 dżuli pracy.
Jeśli jeden punkt ma potencjał 5 woltów, a inny punkt ma potencjał 8 woltów, to 8 – 5 lub 3 dżule pracy trzeba wykonać, aby przenieść jeden kulomb z pierwszego punktu do drugiego.

Potencjał w punkcie spowodowany ładunkiem punktowym

Weźmy dodatni ładunek + Q w przestrzeni. Wyobraźmy sobie punkt w odległości x od wspomnianego ładunku + Q. Teraz umieszczamy jednostkowy ładunek dodatni w tym punkcie. Zgodnie z prawem Coulomba, jednostkowy ładunek dodatni doświadczy siły,

Teraz, przesuńmy ten jednostkowy ładunek dodatni o małą odległość dx w kierunku ładunku Q.

Podczas tego ruchu praca wykonana przeciwko polu wynosi,

Zatem całkowita praca do wykonania, aby przetransportować jednostkowy ładunek dodatni z nieskończoności do odległości x, wynosi,

Zgodnie z definicją, to jest potencjał elektryczny punktu spowodowany ładunkiem + Q. Możemy zatem zapisać,

Różnica potencjałów między dwoma punktami

Rozważmy dwa punkty w odległości d₁ metrów i d₂ metrów od ładunku +Q.
Możemy wyrazić potencjał elektryczny w punkcie d₁ metrów od +Q, jako,

Możemy wyrazić potencjał elektryczny w punkcie d₂ metrów od +Q, jako,

Zatem, różnica potencjałów między tymi dwoma punktami wynosi

Źródło: Electrical4u.

Oświadczenie: Szanuj oryginał, dobre artykuły są warte udostępniania, w przypadku naruszenia praw autorskich prosimy o kontakt w celu usunięcia.