spanningsvelden

Spanningsvelden is een begrip uit de elektrodynamica dat verwijst naar de ruimtelijke verdeling van spanningsverschil en elektrische potentiaalenergie per eenheid lading in een gebied. In de meeste contexten wordt hierbij ook gesproken over het elektrisch veld. Het elektrische veld E is gerelateerd aan de potentiaal V via E = -∇V, wat betekent dat het veld wijst in de richting van afnemende potentiaal.

Een spanningsveld wordt veroorzaakt door elektrische ladingen en, bij wisselvelden, door veranderende magnetische velden. In statische situaties ontstaat het veld door Coulombs wetten en kun je veldlijnen zien die van positieve naar negatieve lading lopen. In geleiders op evenwicht is het interne veld nul en heeft het materiaal een uniforme potentiaal; buiten het materiaal kunnen veldlijnen ontstaan die de lading verdelen.

Meten en toepassen: de potentiële-verschillen tussen twee punten geven de spanning die aanwezig is tussen die punten, gemeten met een voltmeter. Het elektrische veld is normaal op equipotentiaalvlakken en bepaalt samen met de geleverde stroom door een geleider de spanningsverdeling langs een circuit, volgens Ohms wet in combinatie met de geometry van het pad.

Toepassingen en verschijnselen: spanningsvelden spelen een rol bij afscherming (Faraday-kooi) en inductie, waarbij verandering van magnetische flux spanningen kan opwekken. In condensatoren slaan gespannen velden energie op in het veld tussen platen, terwijl de verdeling van spanning langs een netwerk aangeeft hoeveel spanning elke component draagt.