Cos'è il potenziale elettrico

Il potenziale elettrico è una caratteristica quantitativa di un campo elettrico basata sulla misurazione del lavoro delle forze elettriche che il campo fa quando le cariche si muovono attraverso di esso. Dispositivi speciali sono usati per misurare il potenziale elettrico - elettroscopi ed elettrometri.

Il campo elettrico creato dalle cariche ha la seguente importante proprietà: il lavoro svolto dalle forze del campo quando le cariche si muovono al suo interno dipende solo dalla posizione dei punti iniziale e finale del movimento, ma non dipende dal percorso lungo il quale avviene il movimento (un campo con tale proprietà è chiamato potenziale).

Pertanto, il campo elettrico in qualsiasi punto può essere caratterizzato dal lavoro svolto dalle forze del campo quando una certa carica si sposta da un dato punto all'infinito (praticamente fino a un punto così distante che il campo in esso può già essere considerato uguale a zero) .

Tale caratteristica è il potenziale elettrico in un dato punto del campo, che è espresso dal lavoro svolto dalle forze del campo quando una carica positiva viene rimossa da quel punto all'infinito.

Se questo movimento avviene nella direzione della forza che agisce sul lato del campo, allora questa forza compie un lavoro positivo e il potenziale del punto di partenza è positivo. Se il moto è verso la forza che agisce sul lato del campo, allora la forza del campo compie un lavoro negativo e il potenziale del punto di partenza è negativo.

Poiché il lavoro svolto quando una carica si muove in un campo elettrico non dipende dal percorso, ma solo dalla posizione dei punti iniziale e finale, il lavoro svolto nel muoversi lungo ciascun percorso dal punto A al punto B è uguale alla somma del lavoro svolto lavoro quando si va da A all'infinito e dall'infinito a B (poiché gli ultimi due movimenti rappresentano anche il movimento da A a B, ma per un percorso diverso).

In altre parole, il lavoro svolto dalle forze del campo quando un'unità di carica positiva si sposta dal punto A al punto B è uguale alla differenza di potenziale elettrico nei punti A e B.

Una carica positiva gratuita sotto l'azione della forza del campo elettrico si muoverà sempre nella direzione della forza, che farà un lavoro positivo, cioè si sposterà sempre da punti di potenziale maggiore a punti di potenziale minore. Al contrario, le cariche negative si sposteranno da un punto di potenziale inferiore a punti di potenziale maggiore.

Proprio come i corpi pesanti in un campo gravitazionale si spostano dal potenziale più alto a quello più basso, le cariche elettriche positive si spostano dal potenziale più alto a quello più basso.

Così come per il moto dei corpi pesanti non conta il livello assoluto in ogni punto, ma la differenza di livello dei punti tra i quali si muovono i corpi, per il moto delle cariche elettriche non è l'entità del potenziale stesso (misurato rispetto all'infinito) , che è essenziale, ma la potenziale differenza di punti tra i quali può verificarsi il movimento di cariche elettriche, ad esempio punti collegati da un filo.

Pertanto, in tutti i problemi elettrici non è il potenziale che gioca un ruolo, ma la differenza di potenziale, e per quest'ultima quantità viene introdotto un nome speciale: voltaggio (differenza di potenziale tra due punti). L'unità di misura della differenza di potenziale (tensione) nel pratico sistema di unità è il volt.

Ci sono anche concetti nell'ingegneria elettrica potenziale dell'elettrodo E differenza di potenziale di contatto.