Elektrický potenciál

Elektrický potenciál je elektrická potenciálna energia (EPE) na jednotku náboja. (Jednotkou energie je joule a jednotkou náboja je coulomb.) Elektrický potenciál hovorí, aká bude elektrická potenciálna energia nabitého objektu pre každý coulomb náboja, ktorý má, alebo koľko joulov energie pripadá na jeden coulomb. Jednotka elektrického potenciálu, joule na coulomb, sa na pamiatku Alessandra Voltu nazýva volt. Jeden volt sa rovná jednému joulu na coulomb.

Dobrou analógiou je voda v mlynskom rybníku. Voda v rybníku má gravitačnú potenciálnu energiu, pretože je vysoko nad hladinou mora. Keď voda prechádza cez spád, stráca energiu. V kopci môže byť rybník so 100 litrami vody a 1000 joulov energie v rybníku, a teda na liter pripadá 10 joulov energie. V inom rybníku môže byť 100 litrov vody, ale napriek tomu len 500 joulov energie, pretože rybník je v nižšej doline. Tento rybník má 5 joulov na liter. Podobne by sme mohli mať niekde uložených 100 coulombov náboja s 1000 joulov elektrickej potenciálnej energie, možno v elektrickom obvode. Elektrický potenciál by mal hodnotu 10 joulov energie na jeden coulomb. Na inom mieste, možno na inom mieste v tom istom elektrickom obvode, by mohol byť elektrický potenciál 5 joulov na jeden coulomb.

Tak ako hmotnosť padá z miesta, kde má vyššiu potenciálnu energiu, teda z lietadla alebo z iného miesta vo vesmíre, na miesto, kde má nižšiu potenciálnu energiu, teda na zem alebo na iné miesto vo vesmíre, tak padajú aj náboje. Náboje sa vždy dostanú na miesto, kde majú nižší elektrický potenciál alebo potenciál. Toto smerovanie sa nazýva aj "pád". Skupina nábojov alebo nabitý objekt bude padať z miesta, kde je elektrický potenciál 10 joulov na coulomb, do miesta, kde je elektrický potenciál 5 joulov na coulomb, alebo z miesta s elektrickým potenciálom 10 voltov do miesta s elektrickým potenciálom 5 voltov. Ak je na predmete 20 coulombov náboja, klesne jeho elektrická potenciálna energia (EPE) z hodnoty 200 joulov (20 c x (10 j/c) = 200 joulov) na mieste s elektrickým potenciálom 10 voltov na elektrickú potenciálnu energiu 100 joulov (20 c x (5 j/c) = 100 joulov) na mieste s elektrickým potenciálom 5 voltov.

Hoci tento koncept platí aj pre gravitáciu, nepoužívame ho. Takmer vždy je užitočnejšie uvažovať a používať celkovú gravitačnú potenciálnu energiu (GPE) objektu a nepoužívať GPE na kilogram. V elektrine je veľmi často užitočnejšie používať elektrický potenciál, EPE na náboj, namiesto používania celkovej elektrickej potenciálnej energie.

Elektrický potenciál nie je to isté ako elektrická potenciálna energia. Je to elektrická potenciálna energia na jednotku náboja. Elektrický potenciál nie je to isté ako rozdiel elektrických potenciálov. Elektrický rozdiel potenciálov sa nazýva aj napätie (pozri stránku o napätí).

Upozorňujeme, že volt a napätie sú dve rôzne veci. Volt je jednotka, ktorou niečo meriame. Elektrický potenciál aj napätie sú veci, ktoré meriame, a volt je merná jednotka pre oboje. Áno, je to trochu mätúce, ale je to tak. Symbol pre jednotku volt sa píše s V (9 voltov alebo 9 V). Keď sa napätie používa vo vzorci, symbolom pre napätie je malé v. ( napr. napätie = prúd x odpor alebo v = ir) Tým sa rozlišuje rozdiel medzi voltmi (V) a napätím (v), keď je k dispozícii len jednopísmenový symbol. Elektrotechnici používajú symbol "e" pre napätie (napr. e = ir), aby tento rozdiel zreteľnejšie rozlíšili.

Otázky a odpovede

Otázka: Čo je to elektrický potenciál?

Otázka: Aké sú jednotky elektrickej potenciálnej energie a náboja?

Otázka: Ako nám elektrický potenciál hovorí o nabitom objekte?

Otázka: Ako sa nazýva jednotka pre elektrický potenciál?

Otázka: Koľko sa rovná jeden volt?

Otázka: Kto bol Alessandro Volta?

Hľadajte podľa písmena