Elektrisk potentiale — Potentiale og spænding

Potentiale og spænding

V=U/q, og én volt er én joule pr. coulomb. Spænding er forskellen mellem to potentialer, ikke en mængde ladning. For en positiv ladning falder den potentielle energi, når den bevæger sig spontant i feltets retning.

Punktcharge

Med nulpunkt i uendeligheden er V=kQ/r. Potentialet falder som 1/r og beholder fortegnet af Q. For flere punktladninger lægges potentialerne direkte algebraisk sammen, uden vektorregning.

Relation til E

Feltet peger mod hurtigst faldende potentiale: E=−∇V. I én dimension er E_x=−dV/dx. En stor potentialændring over en kort afstand svarer derfor til et stærkt elektrisk felt.

Ækvipotentialflader

Langs en flade med konstant V ændres en charges potentielle energi ikke ved bevægelse. Feltet står vinkelret på sådanne flader. En leder i elektrostatisk ligevægt er en ækvipotentialflade.

Potentiale og spænding

Det absolutte nulpunkt for V kan vælges efter bekvemmelighed. Hvis man lægger samme konstant til alle potentialer, ændres hverken feltet eller spændingsforskellene. Det er forskelle i V, der er direkte fysiske i mange eksperimenter.