Co je elektrický potenciál

Elektrický potenciál je kvantitativní charakteristika elektrického pole založená na měření práce elektrických sil, které pole koná, když se jím pohybují náboje. K měření elektrického potenciálu se používají speciální zařízení — elektroskopy a elektroměry.

Elektrické pole vytvořené náboji má následující důležitou vlastnost: práce, kterou vykonají síly pole, když se v něm náboje pohybují, závisí pouze na poloze počátečního a konečného bodu pohybu, nezávisí však na dráze, po které k pohybu dochází. (pole s takovou vlastností se nazývá potenciál).

Proto lze elektrické pole v libovolném bodě charakterizovat prací, kterou síly pole vykonají, když se určitý náboj přesune z daného bodu do nekonečna (prakticky do tak vzdáleného bodu, že pole v něm lze již považovat za rovné nule) .

Takovou charakteristikou je elektrický potenciál v daném bodě pole, který je vyjádřen prací, kterou síly pole vykonají, když je kladný náboj odstraněn z tohoto bodu do nekonečna.

Pokud k tomuto pohybu dochází ve směru síly působící na straně pole, pak tato síla koná kladnou práci a potenciál výchozího bodu je kladný. Pokud je pohyb směrem k síle působící na straně pole, pak síla pole koná zápornou práci a potenciál výchozího bodu je záporný.

Protože práce vykonaná při pohybu náboje v elektrickém poli nezávisí na dráze, ale pouze na poloze počátečního a koncového bodu, práce vykonaná při pohybu po každé dráze z bodu A do bodu B se rovná součtu. práce při přechodu z A do nekonečna a z nekonečna do B (protože poslední dva pohyby také představují pohyb z A do B, ale jinou cestou).

Jinými slovy, práce vykonaná silami pole, když se jednotkový kladný náboj pohybuje z bodu A do bodu B, se rovná rozdílu elektrických potenciálů v bodech A a B.

Volný kladný náboj působením síly elektrického pole se bude vždy pohybovat ve směru síly, která bude konat kladnou práci, to znamená, že se bude vždy pohybovat z bodů s vyšším potenciálem do bodů s nižším potenciálem. Naopak záporné náboje se přesunou z bodu s nižším potenciálem do bodů s vyšším potenciálem.

Stejně jako se těžká tělesa v gravitačním poli pohybují od vyššího k nižšímu potenciálu, kladné elektrické náboje se pohybují od vyššího k nižšímu potenciálu.

Stejně jako u pohybu těžkých těles nezáleží na absolutní úrovni v žádném bodě, ale na rozdílu úrovní bodů, mezi kterými se tělesa pohybují, pro pohyb elektrických nábojů není důležitá velikost potenciálu. sebe (měřeno proti nekonečnu) , což je podstatné, ale potenciální rozdíl bodů, mezi kterými může dojít k pohybu elektrických nábojů, např. bodů spojených drátem.

Proto ve všech elektrických problémech nehraje roli potenciál, ale potenciální rozdíl a pro tuto poslední veličinu je zaveden zvláštní název — Napětí (potenciální rozdíl mezi dvěma body). Jednotkou měření rozdílu potenciálu (napětí) v praktické soustavě jednotek je volt.

V elektrotechnice existují i ​​pojmy elektrodový potenciál a rozdíl kontaktního potenciálu.