Elektrivälja potentsiaal

Elektriline potentsiaal on elektriline potentsiaalne energia (EPE) laenguühiku kohta. (Energiaühik on džauli ja laenguühik on kuulib.) Elektriline potentsiaal ütleb, milline on laetud objekti elektriline potentsiaalne energia iga kuulibiga laengu kohta ehk mitu džauli energiat on ühe kuulibiga. Elektrilise potentsiaali ühik, džauli ühe kuulibumi kohta, on Alessandro Volta mälestuseks saanud nimeks volt. Üks volt võrdub ühe džauliga ühe kuulibumi kohta.

Hea võrdlus on vesi veski tiigis. Tiigis on veel gravitatsiooniline potentsiaalne energia, kuna see on merepinnast kõrgemal. Kui vesi läheb üle languse, kaotab ta energiat. Mägedes võib olla tiik, kus on 100 liitrit vett ja tiigis on 1000 džauli energiat, seega on ühe liitri kohta 10 džauli energiat. Teises tiigis võib olla 100 liitrit vett, kuid siiski ainult 500 džauli energiat, sest tiik asub madalamas orus. Selles tiigis on 5 džauli liitri kohta. Samamoodi võib meil olla 100 kuulid laengut koos 1000 džauli elektrilise potentsiaalse energiaga, mis on kusagil, võib-olla elektriahelas, salvestatud. Elektriline potentsiaal oleks 10 džauli energiat ühe kuuli kohta. Teises kohas, võib-olla teises kohas samas elektriahelas, võib olla elektriline potentsiaal 5 džauli ühe kuulibumi kohta.

Nii nagu mass langeb kohast, kus tal on suurem potentsiaalne energia, näiteks lennukist või mujalt universumis, sinna, kus tal on väiksem potentsiaalne energia, näiteks maapinnale või mujale universumis, langevad ka laengud. Laengud lähevad alati sinna, kus neil on madalam elektriline potentsiaal või potentsiaal. Seda minekut nimetatakse ka "langemiseks". Laengute rühm või laetud objekt langeb kohast, kus elektriline potentsiaal on 10 džauli kuuli kohta, sinna, kus elektriline potentsiaal on 5 džauli kuuli kohta, või kohast, kus elektriline potentsiaal on 10 volti, sinna, kus elektriline potentsiaal on 5 volti. Kui esemel on 20 kuulid laengut, siis langeb selle elektriline potentsiaalne energia (EPE) 200 džaulist (20 c x (10 j/c) = 200 džauli) kohas, mille elektriline potentsiaal on 10 volti, elektrilise potentsiaalse energia 100 džaulile (20 c x (5 j/c) = 100 džauli) kohas, mille elektriline potentsiaal on 5 volti.

Kuigi see mõiste kehtib ka gravitatsiooni puhul, me seda ei kasuta. Peaaegu alati on kasulikum mõelda ja kasutada objekti kogu gravitatsioonipotentsiaalenergiat (GPE), mitte GPE-d kilogrammi kohta. Elektri puhul on väga sageli kasulikum kasutada elektrilist potentsiaali, EPE laengu kohta, mitte kogu elektrilist potentsiaalset energiat.

Elektriline potentsiaal ei ole sama mis elektriline potentsiaalne energia. See on elektriline potentsiaalne energia laenguühiku kohta. Elektriline potentsiaal ei ole sama mis elektriline potentsiaalide vahe. Elektripotentsiaalide erinevust nimetatakse ka pingeks (vt pinge lehekülge).

Pange tähele, et volt ja pinge on kaks erinevat asja. Volt on ühik, millega me midagi mõõdame. Nii elektriline potentsiaal kui ka pinge on asjad, mida me mõõdame, ja volt on mõlema mõõtühik. Jah, natuke segadust tekitav, aga nii see ongi. Ühiku volt sümbol kirjutatakse V-ga (9 volti või 9 V). Kui pinget kasutatakse valemis, siis on pinge sümboliks väike v. ( nt pinge = vool x takistus või v = ir) See eristab volti (V) ja pinge (v) erinevust, kui kasutada ainult ühe tähega sümbolit. Elektrotehnikud kasutavad pinge jaoks sümbolit "e" (nt e=ir), et vahet selgemalt eristada.

Küsimused ja vastused

K: Mis on elektriline potentsiaal?

K: Millised on elektrilise potentsiaalse energia ja laengu ühikud?

K: Kuidas ütleb elektriline potentsiaal meile laetud objekti kohta?

K: Kuidas nimetatakse elektrilise potentsiaali ühikut?

K: Kui palju võrdub üks volt?

K: Kes oli Alessandro Volta?

Otsing