Sähköinen potentiaali

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Sähköinen potentiaali (tunnus V) on muuttumattoman sähkökentän potentiaalienergia yksikkövarausta kohden. Sähköistä potentiaalia mitataan volteissa. Fysikaalisesti ainoastaan kahden pisteen välinen sähköinen potentiaaliero eli jännite on merkitsevä.

Sähköisen potentiaalin käsitteen ja Kirchhoffin lakien avulla voidaan helposti analysoida sähköisiä virtapiirejä.

Yleistä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kappaleilla voi olla ominaisuus, joka tunnetaan sähkövarauksena. Sähkökenttä kohdistaa voiman varattuihin kappaleisiin. Jos varatulla kappaleella on positiivinen varaus, kappaleeseen kohdistuva voima on samansuuntainen sähkökentän suunnan kanssa. Negatiivisesti varautuneilla kappaleilla suunta on päinvastainen. Voiman suuruus on kappaleen sähkövarauksen suuruus kerrottuna sähkökentän voimakkuuden suuruudella. Sähköinen potentiaali sähkökentän pisteessä on määritelty työksi, joka tehdään siirrettäessä positiivinen yksikkövaraus nollapotentiaalista tähän pisteeseen.

Voima ja potentiaalienergia liittyvät läheisesti toisiinsa. Kun kappale liikkuu suuntaan, johon voima kiihdyttää sitä, sen potentiaalienergia pienenee. Esimerkiksi kappaleen potentiaalienergia Maan gravitaatiokentässä on mäen päällä suurempi kuin mäen juurella. Kun kappale putoaa, sen potentiaalienergia muuttuu liike-energiaksi. Vastaavasti varautuneen hiukkasen sähköinen potentiaalienergia muuttuu hiukkasen liike-energiaksi sähkökentän tekemän työn takia hiukkasen siirtyessä korkeammasta potentiaalista matalampaan potentiaaliin. Positiivisesti varautuneen hiukkasen potentiaalienergia pienenee sen siirtyessä sähkökentän suuntaan kun taas negatiivisesti varautuneella hiukkasella suunnan tulee olla päinvastainen.[1]

Sähköstatiikassa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sähköinen potentiaali pisteessä b staattisessä sähkökentässä E saadaan viivaintegraalista

V_\mathbf{E} = - \int_{a}^{b} \mathbf{E} \cdot \mathrm{d} \boldsymbol{\ell} \,

kun piste a on nollapotentiaalissa.[2]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Lehto, Heikki; Havukainen, Raimo; Maalampi, Jukka & Leskinen Janna: Fysiikka 6, s. 104. SanomaPro, 2012. ISBN 978-952-63-0121-1.
  2. ELECTROSTATIC POTENTIAL (PDF) (s. 3) Viitattu 10.4.2014. (englanniksi)
Tämä fysiikkaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.