Какво е електрически потенциал

Електрическият потенциал е количествена характеристика на електрическо поле, базирана на измерването на работата на електрическите сили, които полето извършва, когато в него се движат заряди. За измерване на електрическия потенциал се използват специални устройства — електрокопи и електрометри.

Електрическото поле, създадено от заряди, има следното важно свойство: работата, извършена от силите на полето, когато зарядите се движат в него, зависи само от положението на началната и крайната точки на движение, но не зависи от пътя, по който възниква движение (поле с такова свойство се нарича потенциал).

Следователно електрическото поле във всяка точка може да се характеризира с работата, която силите на полето извършват, когато определен заряд се движи от дадена точка до безкрайност (практически до такава далечна точка, че полето в нея вече може да се счита за равно на нула) .

Такава характеристика е електрическият потенциал на дадена точка на полето, който се изразява с работата, която силите на полето извършват, когато един положителен заряд се отстрани от тази точка до безкрайност.

Ако това движение се случи по посока на силата, действаща от страната на полето, тогава тази сила върши положителна работа и потенциалът на началната точка е положителен. Ако движението се осъществява към силата, действаща от страната на полето, тогава силата на полето върши отрицателна работа и потенциалът на началната точка е отрицателен.

Тъй като работата, извършена, когато зарядът се движи в електрическо поле, не зависи от пътя, а само от положението на началната и крайната точки, работата, извършена при движение по всеки път от точка А до точка В, е равна на сумата на извършената работа при преминаване от А към безкрайност и от безкрайност към В (тъй като последните две движения също представляват движение от А до В, но по различен път).

С други думи, работата, извършена от силите на полето, когато единичен положителен заряд се движи от точка А до точка В, е равна на разликата в електрическите потенциали на точки А и В.

Свободен положителен заряд под действието на силата на електрическото поле винаги ще се движи по посоката на силата, което ще върши положителна работа, тоест винаги ще се движи от точки с по -голям потенциал към точки с по -нисък потенциал. Напротив, отрицателните заряди ще се преместят от точка с по -нисък потенциал към точки с по -висок потенциал.

Точно както тежките тела в гравитационното поле се придвижват от по -високо ниво към по -ниско, положителните електрически заряди се движат от по -висок потенциал към по -нисък.

Точно както за движението на тежки тела, не абсолютното ниво в която и да е точка играе роля, но разликата в нивата на точките, между които се движат телата, за движението на електрически заряди, не е величината на самия потенциал (измерен спрямо безкрайността), който е от съществено значение, но потенциалната разлика на точките, между които може да възникне движението на електрически заряди, например точки, свързани с проводник.

Следователно при всички електрически проблеми не потенциалът играе роля, а потенциалната разлика и за това последно количество се въвежда специално име — волтаж (потенциална разлика между две точки). Единицата за измерване на потенциалната разлика (напрежение) в практическата система от единици е волта.

В електротехниката също има понятия потенциал на електрода и разлика в потенциала за контакт.