Elektrisches Potenzial
Elektrisches Potenzial, der Arbeitsaufwand, der benötigt wird, um eine Ladungseinheit von einem Referenzpunkt zu einem bestimmten Punkt gegen ein elektrisches Feld zu bewegen. Typischerweise ist der Bezugspunkt Erde, obwohl jeder Punkt außerhalb des Einflusses der elektrischen Feldladung verwendet werden kann.
Das Diagramm zeigt die Kräfte, die auf eine positive Ladung q wirken, die sich zwischen zwei Platten, A und B, eines elektrischen Feldes E befindet.Die elektrische Kraft F, die das Feld auf die positive Ladung ausübt, ist F = qE; um die Ladung von Platte A nach Platte B zu bewegen, muss dann eine gleiche und entgegengesetzte Kraft (F‘ = −qE) angewendet werden. Die Arbeit W beim Bewegen der positiven Ladung durch einen Abstand d ist W = F ‚ d = – qEd.,
Encyclopædia Britannica, Inc.,
Die potentielle Energie für eine positive Ladung nimmt zu, wenn sie sich gegen ein elektrisches Feld bewegt, und nimmt ab, wenn sie sich mit dem elektrischen Feld bewegt; Das Gegenteil gilt für eine negative Ladung. Wenn die Einheitsladung kein sich änderndes Magnetfeld kreuzt, hängt ihr Potential an einem bestimmten Punkt nicht von dem eingeschlagenen Weg ab.
Obwohl das Konzept des elektrischen Potentials zum Verständnis elektrischer Phänomene nützlich ist, sind nur Unterschiede in der potentiellen Energie messbar., Wenn ein elektrisches Feld als die Kraft pro Ladeeinheit definiert ist, kann analog ein elektrisches Potential als die potentielle Energie pro Ladeeinheit betrachtet werden. Daher ist die Arbeit beim Bewegen einer Einheitsladung von einem Punkt zum anderen (z. B. innerhalb eines Stromkreises) gleich der Differenz der potentiellen Energien an jedem Punkt. Im Internationalen Einheitensystem (SI) wird das elektrische Potential in Einheiten von Joule pro Coulomb (d. H. Volt) ausgedrückt, und Unterschiede in der potentiellen Energie werden mit einem Voltmeter gemessen.,