Elektrický potenciál

Elektrický potenciál je elektrická potenciální energie (EPE) na jednotku náboje. (Jednotkou energie je joule a jednotkou náboje coulomb.) Elektrický potenciál udává, jaká bude elektrická potenciální energie nabitého objektu pro každý coulomb jeho náboje, neboli kolik joulů energie připadá na jeden coulomb. Jednotka elektrického potenciálu, joule na coulomb, se na památku Alessandra Volty nazývá volt. Jeden volt se rovná jednomu joulu na coulomb.

Dobrým přirovnáním je voda v mlýnském rybníku. Voda v rybníku má gravitační potenciální energii, protože je vysoko nad hladinou moře. Když voda přechází přes vodopád, ztrácí energii. V rybníce na kopci může být 100 litrů vody a v rybníce je 1000 joulů energie, takže na jeden litr připadá 10 joulů energie. Jiný rybník může mít 100 litrů vody, ale přesto jen 500 joulů energie, protože rybník je v nižším údolí. Tento rybník má 5 joulů na litr. Podobně můžeme mít někde uloženo 100 coulombů náboje s 1000 jouly elektrické potenciální energie, třeba v elektrickém obvodu. Elektrický potenciál by měl 10 joulů energie na coulomb. Na jiném místě, třeba na jiném místě téhož elektrického obvodu, by mohl být elektrický potenciál 5 joulů na coulomb.

Stejně jako hmota padá z místa, kde má vyšší potenciální energii, tedy z letadla nebo z jiného místa ve vesmíru, na místo, kde má nižší potenciální energii, tedy na zem nebo na jiné místo ve vesmíru, padají i náboje. Náboje se vždy dostanou tam, kde mají nižší elektrický potenciál nebo potenciální energii. Tomuto pohybu se také říká "pád". Skupina nábojů nebo nabitý předmět spadne z místa, kde je elektrický potenciál 10 joulů na coulomb, do místa, kde je elektrický potenciál 5 joulů na coulomb, nebo z místa s elektrickým potenciálem 10 voltů do místa s elektrickým potenciálem 5 voltů. Je-li na předmětu 20 coulombů náboje, klesne jeho elektrická potenciální energie (EPE) z hodnoty 200 joulů (20 c x (10 j/c) = 200 joulů) v místě s elektrickým potenciálem 10 voltů na elektrickou potenciální energii 100 joulů (20 c x (5 j/c) = 100 joulů) v místě s elektrickým potenciálem 5 voltů.

Ačkoli tento koncept platí i pro gravitaci, nepoužíváme ho. Téměř vždy je užitečnější uvažovat a používat celkovou gravitační potenciální energii (GPE) objektu a nepoužívat GPE na kilogram. V elektřině je velmi často užitečnější používat elektrický potenciál, EPE na náboj, místo používání celkové elektrické potenciální energie.

Elektrický potenciál není totéž co elektrická potenciální energie. Je to elektrická potenciální energie na jednotku náboje. Elektrický potenciál není totéž co rozdíl elektrických potenciálů. Rozdíl elektrických potenciálů se také nazývá napětí (viz stránka o napětí).

Upozorňujeme, že volt a napětí jsou dvě různé věci. Volt je jednotka, kterou něco měříme. Jak elektrický potenciál, tak napětí jsou věci, které měříme, a volt je měrnou jednotkou pro obojí. Ano, je to trochu matoucí, ale je to tak. Symbol pro jednotku volt se píše s V (9 voltů nebo 9 V). Pokud se napětí používá ve vzorci, je symbolem pro napětí malé písmeno v. ( např. napětí = proud x odpor nebo v = ir) Tím se rozlišuje rozdíl mezi volty (V) a napětím (v), když je k dispozici pouze jednopísmenný symbol. Elektrotechnici používají pro napětí symbol "e" (např. e = ir), aby tento rozdíl jasněji rozlišili.

Otázky a odpovědi

Otázka: Co je to elektrický potenciál?

Otázka: Jaké jsou jednotky elektrické potenciální energie a náboje?

Otázka: Jak nám elektrický potenciál vypovídá o nabitém objektu?

Otázka: Jak se nazývá jednotka pro elektrický potenciál?

Otázka: Kolik se rovná jeden volt?

Otázka: Kdo byl Alessandro Volta?

Hledání podle dopisu