Jännitegradientti

Jännitegradientti, joka tunnetaan myös nimellä sähköinen potentiaaligradientti, kuvaa, kuinka nopeasti sähköinen potentiaali muuttuu avaruudessa. Se on vektori, joka osoittaa siihen suuntaan, johon potentiaali kasvaa nopeimmin, ja sen suuruus kertoo tästä kasvunopeudesta. Matemaattisesti jännitegradientti saadaan laskemalla sähköisen potentiaalin derivaatta avaruudellisten koordinaattien suhteen.

Jännitegradientti liittyy läheisesti sähkökenttään. Itse asiassa sähkökenttävektori on aina jännitegradientin vastakkainen suuntaan. Tämä tarkoittaa, että sähkökenttä osoittaa aina suuntaan, johon sähköinen potentiaali laskee nopeimmin. Jännitegradientilla on merkitystä monilla fysiikan ja sähkötekniikan aloilla, kuten sähköisten laitteiden suunnittelussa, sähkömagneettisten aaltojen tutkimuksessa ja materiaalitieteessä. Esimerkiksi puolijohteiden toiminta perustuu osittain jännitegradienttien hallintaan. Se auttaa ymmärtämään, miten varaukset liikkuvat ja vuorovaikuttavat sähköisissä kentissä.