Električni potencial

Eléktrični potenciál (oznaka φ ali U) je fizikalna in elektrotehniška količina, določena v električnem polju kot električna potencialna energija na enoto električnega naboja. Je skalarni potencial.

Točke v prostoru, v katerih ima električni potencial isto vrednost, sestavljajo ekvipotencialne ploskve (ekvipotenciale). Razlika med električnimi potenciali je električna napetost.

Električna poljska jakost je določena kot negativni gradient električnega potenciala:

$\overrightarrow{𝐄}=-\overrightarrow{\mathrm{\nabla }}\phi .$

Mednarodni sistem enot predpisuje za električni potencial izpeljano enoto volt.

Vpeljava električnega potenciala

Na točkast naboj $e$ deluje v zunanjem električnem polju $\overrightarrow{𝐄}$ konservativna elektrostatska sila $e\overrightarrow{𝐄}$, ki pri premiku iz točke r' v točko r opravi delo, ki je enako spremembi električne potencialne energije:

$A=\int \overrightarrow{𝐅}\mathrm{d}\overrightarrow{𝐬}=e\underset{\overrightarrow{{𝐫}^{\prime }}}{\overset{\overrightarrow{𝐫}}{\int }}\overrightarrow{𝐄}\mathrm{d}\overrightarrow{𝐬}.$

Zapisani določeni integral predstavlja potencialno razliko, ki se v primeru električnega potenciala imenuje električna napetost:

$U(\overrightarrow{{𝐫}^{\prime }},\overrightarrow{𝐫})=\underset{\overrightarrow{{𝐫}^{\prime }}}{\overset{\overrightarrow{𝐫}}{\int }}\overrightarrow{𝐄}\mathrm{d}\overrightarrow{𝐬}.$

Pogosto si pri računu izbere neko točko ${\overrightarrow{𝐫}}_0$ in računa napetosti vseh točk glede na dano točko. V tem primeru se krajevnega vektorja ${\overrightarrow{𝐫}}_0$ ne navaja vsakič, saj je konstanten. Tako vpeljana električna napetost se imenuje električni potencial $U(\overrightarrow{𝐫})$. Pri obravnavi točkastih nabojev se pogosto za referenčno točko izbere neskončnost (${\overrightarrow{𝐫}}_0\to \mathrm{\infty }$). Potencial točkastega naboja $e$ se lahko tako zapiše:

$U(r)=-\frac{1}{4\pi {ϵ}_0}\frac{e}{r}.$

Glej tudi

• skalarni potencial
• Nernstov potencial
• magnetni skalarni potencial