Tiede

Sähköinen potentiaali — Potentiaali ja jännite

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

Potentiaali ja jännite

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

Pistevaraus

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.

Yhteys kenttään

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

Ekvipotentiaalipinnat

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

Sähköinen potentiaaliV = U/q

Potentiaali ja jännite

Potentiaalia voidaan lukea energiamaisemana, mutta varauksen merkki on ratkaiseva, koska U=qV. Positiivinen varaus suosii pienempää V:tä, elektronin potentiaalienergia käyttäytyy vastakkaisella merkillä. Potentiaalikuopat ja -esteet ohjaavat varauksenkuljettajia elektronisissa komponenteissa ja toimivat lähtökohtana myös kvanttitunneloinnille.

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.