Elektrisk potential | elektrisk potentiell energi (EPE) per laddningsenhet

Inledning

En bra analogi är vatten i en kvarndamm. I en damm har vattnet potentiell gravitationsenergi på grund av hur högt det ligger över havsnivån. När vattnet går över ett fall förlorar det energi. Det kan finnas en damm i bergen med 100 liter vatten och 1000 joule energi i dammen, och det finns alltså 10 joule energi per liter. En annan damm kan ha 100 liter vatten men ändå bara 500 joule energi eftersom dammen ligger i en lägre dal. Denna damm har 5 joule per liter. På samma sätt kan vi ha 100 coulombs laddning med 1000 joule potentiell elektrisk energi lagrad någonstans, kanske i en elektrisk krets. Den elektriska potentialen skulle vara 10 joule energi per coulomb. På ett annat ställe, kanske ett annat ställe i samma elektriska krets, kan det finnas en elektrisk potential på 5 joule per coulomb.

Precis som en massa faller från en plats där den har en högre potentiell energi, ett flygplan eller någon annanstans i universum, till en plats där den har en lägre potentiell energi, marken eller en annan plats i universum, så gör även laddningar det. Laddningar kommer alltid att gå till en plats där de har lägre elektrisk potential eller potential. Denna rörelse kallas också för "fall". En grupp laddningar eller ett laddat föremål faller från en plats med en elektrisk potential på 10 joule per coulomb till en plats med en elektrisk potential på 5 joule per coulomb, eller från en plats med en elektrisk potential på 10 volt till en plats med en elektrisk potential på 5 volt. Om ett föremål har en laddning på 20 coulomb kommer det att falla från en elektrisk potentiell energi (EPE) på 200 joule (20 c x (10 j/c) = 200 joule) på en plats med en elektrisk potential på 10 volt till en elektrisk potentiell energi på 100 joule (20 c x (5 j/c) = 100 joule) på en plats med en elektrisk potential på 5 volt.

Gravitation

Även om detta koncept också gäller för gravitationen används det inte. Det är nästan alltid mer användbart att tänka på och använda ett objekts totala gravitationspotentiella energi, GPE, och inte använda GPE per kilogram. När det gäller elektricitet är det mycket ofta mer användbart att använda den elektriska potentialen, EPE per laddning, i stället för att använda den totala elektriska potentiella energin.

Elektrisk potentiell energi

Elektrisk potential är inte samma sak som elektrisk potentiell energi. Det är elektrisk potentiell energi per laddningsenhet. Elektrisk potential är inte samma sak som elektrisk potentialskillnad. Elektrisk potentialskillnad kallas också för spänning (se sidan om spänning).

Anmärkningar

Observera att volt och spänning är två olika saker. Volt är en enhet som vi mäter något med. Både elektrisk potential och spänning är saker som vi mäter, och volt är måttenheten för båda. Ja, det är lite förvirrande, men det är så det är. Symbolen för enheten volt skrivs med ett V (9 volt eller 9 V). När spänning används i en formel är symbolen för spänning ett litet v. (t.ex. spänning = ström x motstånd eller v = ir) Detta skiljer skillnaden mellan volt (V) och spänning (v) när det bara finns en symbol med en enda bokstav att utgå från. Elektrotekniker använder symbolen "e" för spänning (t.ex. e=ir) för att skilja skillnaden tydligare.