Sähköpotentiaalina

Sähköpotentiaalina, tai yksinkertaisemmin sähköpotentiaali, on fysiikan käsite, joka kuvaa sähkökentän potentiaalienergiaa yksikkömääräisellä varauksella. Se mittaa, kuinka paljon työtä tarvitaan siirtää yksikkövaraus (yksi coulomb) tietystä pisteestä toiseen sähkökentässä ilman, että varaus saa liikkua vapaasti. Potentiaali on skalaarisuure, joka riippuu vain sijainnista, ei liikkeen suuntauksesta.

Sähköpotentiaalin yksikkö on volt (V), joka vastaa yhtä joulea energiaa coulombin varaukselle. Potentiaali määritellään usein verrattuna maapallon potentiaaliin, joka on nollatasoa. Esimerkiksi, jos sähkölaitteen napojen välinen potentiaaliero on 12 voltia, se tarkoittaa, että siirtämällä varaus napojen välillä vapautuu tai kulutetaan 12 joulea energiaa.

Sähköpotentiaali syntyy sähkövarauksista tai sähkökentistä, kuten varatusta kappaleesta tai jännitteen lähteestä, kuten akusta tai sähköverkosta. Potentiaalin muutos kahden pisteen välillä on sama kuin sähkökentän työ, joka suoritetaan varauksen siirron yhteydessä. Potentiaalin ja sähkökentän välillä on suhde, joka ilmaistaan differentiaaliyhtälöllä: sähkökentän voimakkuus on potentiaalin negatiivinen gradientti.

Sähköpotentiaali on keskeinen käsite sähkömagnetismin ja sähkötekniikan alalla. Se auttaa ymmärtämään, kuinka sähkövaraukset liikkuvat johtimissa ja kuinka sähköenergian siirto toimii sähköverkossa. Potentiaalin käsite on myös perusta sähkömagneettisen induktion ja virtapiirien toiminnan ymmärtämiselle.