Электрический потенциал
Электрический потенциал — это физическая величина, показывающая, какой потенциальной энергией обладал бы единичный положительный заряд в данной точке электрического поля. Потенциал характеризует поле, а не помещённый в него заряд.
Формула потенциала
Из формулы следует связь потенциала с потенциальной энергией: \(W_p=q\varphi\). Поэтому для положительного заряда знак энергии совпадает со знаком потенциала, а для отрицательного — противоположен. Подробно о связи энергии заряда с полем рассказано на странице потенциальная энергия электрического заряда.
В поле точечного заряда потенциал на расстоянии \(r\) от заряда \(Q\) вычисляют так: \(\varphi=k\frac{Q}{r}\), где \(k\) — коэффициент пропорциональности. Чем дальше от точечного заряда, тем меньше модуль потенциала.
Если потенциальная энергия заряда \(q=2\,\text{Кл}\) в некоторой точке равна \(W_p=10\,\text{Дж}\), то потенциал этой точки равен \(\varphi=\frac{10}{2}=5\,\text{В}\).
Потенциал и напряжение — не одно и то же. Потенциал относится к одной точке поля, а напряжение характеризует разность потенциалов между двумя точками. Потенциал можно сравнивать с высотой точки, а напряжение — с перепадом высот.
Точки, имеющие одинаковый потенциал, образуют эквипотенциальную поверхность. При перемещении заряда вдоль такой поверхности работа электрического поля равна нулю.
Как изменится потенциальная энергия положительного заряда, если его перенести в точку с большим потенциалом?
Главное
- Потенциал — это отношение потенциальной энергии заряда к его величине: \(\varphi=\frac{W_p}{q}\).
- Единица потенциала — вольт; потенциал характеризует одну точку поля.
- Напряжение — это разность потенциалов между двумя точками.