Potențial electric | energie potențială electrică (EPE) pe unitate de sarcină

Introducere

O bună analogie este apa dintr-un iaz de moară. Într-un iaz, apa are energie potențială gravitațională datorită înălțimii la care se află deasupra nivelului mării. Atunci când apa trece peste o cădere, pierde energie. Ar putea exista un iaz pe dealuri cu 100 de litri de apă și 1000 de jouli de energie în iaz, deci există 10 jouli de energie pe litru. Un alt iaz ar putea avea 100 de litri de apă, dar numai 500 de jouli de energie, deoarece iazul se află într-o vale mai joasă. Acest iaz are 5 jouli pe litru. În mod similar, am putea avea 100 de coulombi de sarcină cu 1000 de jouli de energie potențială electrică stocată undeva, poate într-un circuit electric. Potențialul electric ar fi de 10 jouli de energie pe coulomb. În alt loc, poate în alt loc din același circuit electric, ar putea exista un potențial electric de 5 jouli pe coulomb.

La fel cum o masă cade dintr-un loc în care are o energie potențială mai mare, un avion sau un alt loc din univers, într-un loc în care are o energie potențială mai mică, solul sau un alt loc din univers, la fel se întâmplă și cu sarcinile. Încărcăturile vor merge întotdeauna acolo unde au un potențial electric sau potențial mai mic. Această deplasare se mai numește și "cădere". Un grup de sarcini sau un obiect încărcat va cădea de la un potențial electric de 10 jouli pe coulomb la un potențial electric de 5 jouli pe coulomb, sau de la un loc cu un potențial electric de 10 volți la unul cu un potențial electric de 5 volți. Dacă pe un obiect se află 20 de coulombi de sarcină, acesta va cădea de la o energie potențială electrică (EPE) de 200 jouli (20 c x (10 j/c) = 200 jouli) în locul cu un potențial electric de 10 volți la o energie potențială electrică de 100 jouli (20 c x (5 j/c) = 100 jouli) în locul cu un potențial electric de 5 volți.

Gravitație

Deși acest concept este valabil și pentru gravitație, nu este utilizat. Aproape întotdeauna este mai util să ne gândim și să folosim energia potențială gravitațională totală, GPE, a unui obiect și să nu folosim GPE pe kilogram. În domeniul electricității, este foarte adesea mai util să se utilizeze potențialul electric, EPE per sarcină, în loc să se utilizeze energia potențială electrică totală.

Energie potențială electrică

Potențialul electric nu este același lucru cu energia potențială electrică. Este energia potențială electrică pe unitate de sarcină. Potențialul electric nu este același lucru cu diferența de potențial electric. Diferența de potențial electric se mai numește și tensiune (a se vedea pagina privind tensiunea).

Observații

Vă rugăm să rețineți că volt și tensiune sunt două lucruri diferite. Voltul este o unitate de măsură prin care se măsoară ceva. Atât potențialul electric, cât și tensiunea sunt lucruri pe care le măsurăm, iar volt este unitatea de măsură pentru ambele. Da, un pic confuz, dar așa stau lucrurile. Simbolul pentru unitatea volt se scrie cu un V (9 volți sau 9 V). Atunci când tensiunea este utilizată într-o formulă, simbolul pentru tensiune este un v minuscul ( de exemplu, tensiune = curent x rezistență sau v = ir) Acest lucru face diferența între volți (V) și tensiune (v) atunci când există doar un simbol cu o singură literă pentru a merge după. Inginerii electricieni folosesc simbolul "e" pentru tensiune (de exemplu, e=ir) pentru a distinge mai clar diferența.