Elektrinis potencialas

Elektrinis potencialas elektrostatiką aprašo energijos požiūriu. Kadangi tai skaliaras, kelių šaltinių indėliai sudedami algebriškai.

Įtampa – energijos pokytis vienetiniam krūviui

Potencialas V=U/q, todėl ΔU=qΔV. Vienas voltas yra vienas džaulis kulonui. Potencialas priklauso nuo šaltinių, o potencialioji energija – ir nuo įterpto krūvio.

Taškinio ir kelių krūvių potencialas

EEkvipotencialiniai paviršiai yra statmeni elektriniam laukui.
Ekvipotencialiniai paviršiai yra statmeni elektriniam laukui.

V = kQ/r

Pasirinkus V=0 begalybėje, taškiniam krūviui V=kQ/r. Keliems krūviams V=ΣkQᵢ/rᵢ; tai skaliarinė suma, todėl teigiami ir neigiami indėliai gali kompensuotis.

Taškinio krūvio potencialo skaičiuoklė

Taškiniam krūviui V=kQ/r; Q ženklas išsaugomas.

Kaip iš potencialo atkurti lauką

Elektrinis laukas nukreiptas didžiausio potencialo mažėjimo kryptimi. Viena kryptimi E=−dV/ds, o beveik vienalyčiame lauke E≈−ΔV/Δs.

Potencialo nulio pasirinkimas

Absoliutus V nulis yra susitarimas; fiziškai svarbūs potencialų skirtumai. Izoliuotiems krūviams patogu rinktis V→0, kai r→∞. Ekvipotencialiniai paviršiai statmeni E⃗.

Energijos samprotavimai ir ženklai

Teigiamam krūviui judant į mažesnį V, U mažėja; neigiamam krūviui ženklas šį ryšį apverčia. Patikimiausia pirmiausia skaičiuoti ΔU=qΔV.

Išspręsti pavyzdžiai

1. Taškinio krūvio potencialas

V 0,30 m nuo +4,0 nC.

Sprendimas

V≈120 V.

2. Potencialiosios energijos pokytis

+2,0 μC krūviui ΔV=−50 V.

Sprendimas

ΔU=−1,0×10⁻⁴ J.

3. Laukas iš potencialų skirtumo

600 V sumažėjimas per 0,20 m.

Sprendimas

|E|≈3,0×10³ V m⁻¹, į mažesnį potencialą.