Tiede

Sähköinen potentiaali — Potentiaali ja jännite

Sähkökenttä osoittaa potentiaalin nopeimman vähenemisen suuntaan: E=−∇V. Yhdessä ulottuvuudessa E_x=−dV/dx. Jyrkkä potentiaalin muutos lyhyellä matkalla vastaa voimakasta kenttää.

Potentiaali ja jännite

Sähkökenttä osoittaa potentiaalin nopeimman vähenemisen suuntaan: E=−∇V. Yhdessä ulottuvuudessa E_x=−dV/dx. Jyrkkä potentiaalin muutos lyhyellä matkalla vastaa voimakasta kenttää.

Pistevaraus

Ekvipotentiaalipintaa pitkin liikkuminen ei muuta varauksen sähköistä potentiaalienergiaa. Sähkökenttä on kohtisuorassa tällaisia pintoja vastaan. Elektrostaattisessa tasapainossa johtimen pinta on ekvipotentiaalinen.

Yhteys kenttään

Potentiaalin absoluuttinen nolla voidaan usein valita laskun kannalta sopivasti. Saman vakion lisääminen kaikkiin potentiaaleihin ei muuta kenttää tai jännite-eroja. Fysikaalisesti tärkeät suureet ovat usein juuri erot.

Ekvipotentiaalipinnat

Energiansiirto on ΔU=qΔV. Elektronilla q=−e, joten sen potentiaalienergia muuttuu vastakkaiseen suuntaan kuin positiivisen koetinkappaleen samalla potentiaalimuutoksella. Tämä on tärkeää elektronioptiikassa ja puolijohteissa.

Sähköinen potentiaaliV = U/q

Potentiaali ja jännite

Paristo tai generaattori ylläpitää potentiaalieron muuntamalla kemiallista tai mekaanista energiaa. Vastuksessa potentiaali yleensä laskee tavanomaisen virran suuntaan, kun sähköenergia muuttuu sisäenergiaksi ja lämmöksi.

Ekvipotentiaalipintaa pitkin liikkuminen ei muuta varauksen sähköistä potentiaalienergiaa. Sähkökenttä on kohtisuorassa tällaisia pintoja vastaan. Elektrostaattisessa tasapainossa johtimen pinta on ekvipotentiaalinen.