sähköpotentiaaliin

Sähköpotentiaali on fysiikan käsite, joka kuvaa sähköisen kentän arvoa tietyssä kohdassa tilaa. Se määritellään work-per-unite-charge -kysymyksen kautta: sähköpotentiaalin V(n) arvo on se työ, jota ulkoinen voima tekee testipisteeseen qtest siirtäessä siitä referenssipisteestä pistäen testikertylle. Sähköpotentiaalin yksikkö on voltti (V), joka vastaa yhtä joulea per coulombi (J/C).

Sähköpotentiaali liittyy sähköön siten, että sähkökenttä E on negatiivinen potentiaalin gradientti: E = -∇V. Tämä tarkoittaa, että kentän suunta on kohtuullisesti kohti kohti kohoavaa potentiaalin laskua. Potentiaalin eron välillä, ΔV, kutsutaan potentiaalieroksi tai jännitteeksi: ΔV = -∫ E · dl.

Sähköpotentiaalia voidaan laskea sekä piste- että jatkuvien varauksien järjestelmissä. Pisteen Q aiheuttaa potentiaalin V(r) = (1/(4πε0)) Q/|r - r0|. Jatkuvan varauksenvuon tapauksessa V(r) = (1/(4πε0))∫ ρ(r′)/|r - r′| dτ′. Sähköpotentiaalin hahmotellaan yleisesti kelottina kenttänä, jonka arvot määrittävät potentiaalienergian ja työmahdollisuudet sähköisesti varatun kappaleen liikkeelle.

Sähköpotentiaaliin liittyy myös sähköpotentiaalin energia, U = qV, sekä jännite, joka on potentiaalieron mitta. Sähköpotentiaalin kenttä saavutetaan usein normin ja referenssipisteen avulla, esimerkiksi V(∞) = 0 tai maanpotentiaalin kautta.

Sanaisuudessa sanontaa sähköpotentiaaliin käytetään usein kielessä illatiivissa, jolloin tarkoitetaan siirtymistä tai mihin suuntaan potensiiaaliin viitataan, esimerkiksi keskusteltaessa siitä, miten työn avulla siirrytään sähköpotentiaalin alueelle.

Sähköpotentiaalin käsite on keskeinen sekä klassisessa elektrodynamiikassa että sähköisen virtapiirien analyysissä, ja se tarjoaa työkalun energian ja kentän взаимon ymmärtämiseen.