Elektrische potentiaal

De elektrische potentiaal is de elektrische potentiële energie (EPE) per eenheid van lading. (De eenheid van energie is de joule en de eenheid van lading is de coulomb.) De elektrische potentiaal vertelt wat de elektrische potentiaal energie van een opgeladen voorwerp zal zijn voor elke coulomb van lading die het heeft, of hoeveel joules energie er zal zijn per coulomb. De eenheid voor de elektrische potentiaal, joule per coulomb, wordt de volt genoemd in het geheugen van Alessandro Volta. Eén volt is gelijk aan één joule per coulomb.

Een goede analogie is water in een molenvijver. In een vijver heeft het water gravitatiepotentiaal energie door hoe hoog het boven de zeespiegel ligt. Als het water over een val heen gaat, verliest het energie. Er kan een vijver in de heuvels zijn met 100 liter water en 1000 joules energie in de vijver, en dus zijn er 10 joules energie per liter. Een andere vijver kan 100 liter water hebben maar toch maar 500 joules energie omdat de vijver in een lager gelegen dal ligt. Deze vijver heeft 5 joules per liter. Op dezelfde manier zouden we 100 coulombers met 1000 joule elektrische potentiële energie ergens kunnen opslaan, misschien in een elektrisch circuit. De elektrische potentiaal zou 10 joule energie per coulomb zijn. Op een andere plaats, misschien een andere plaats in hetzelfde elektrische circuit, zou er een elektrische potentiaal van 5 joule per coulomb kunnen zijn.

Net zoals een massa van een plaats valt waar hij een hogere potentiële energie heeft, een vliegtuig of ergens in het universum, naar een plaats waar hij een lagere potentiële energie heeft, de grond of een andere plaats in het universum, zo laden ze zich ook op. Ladingen gaan altijd naar de plek waar ze een lagere elektrische potentiaal hebben. Dit gaan wordt ook wel "vallen" genoemd. Een groep ladingen of een opgeladen voorwerp zal vallen van waar er een elektrische potentiaal van 10 joule per coulomb is naar waar er een elektrische potentiaal van 5 joule per coulomb is, of van een plaats met een elektrische potentiaal van 10 volt naar een plaats met een elektrische potentiaal van 5 volt. Als er 20 coulombs lading op een voorwerp aanwezig zijn, zal het vallen van een elektrische potentiële energie (EPE) van 200 joules (20 c x (10 j/c) = 200 joules) op de plaats met een elektrische potentiaal van 10 volt naar een elektrische potentiaal energie van 100 joules (20 c x (5 j/c) = 100 joules) op de plaats met een elektrische potentiaal van 5 volt.

Hoewel dit concept ook geldt voor de zwaartekracht, gebruiken we het niet. Het is bijna altijd nuttiger om de totale gravitatiepotentiaal energie, GPE, van een voorwerp te bedenken en te gebruiken en niet de GPE per kilogram te gebruiken. Bij elektriciteit is het vaak nuttiger om de elektrische potentiaal, de EPE per lading, te gebruiken in plaats van de totale elektrische potentiële energie.

Elektrisch potentieel is niet hetzelfde als elektrische potentiële energie. Het is elektrische potentiële energie per eenheidslast. De elektrische potentiaal is niet hetzelfde als het verschil in elektrische potentiaal. Elektrisch potentiaalverschil wordt ook wel spanning genoemd (zie de spanningspagina).

Merk op dat de volt en de spanning twee verschillende dingen zijn. De volt is een eenheid waarmee we iets meten. Zowel de elektrische potentiaal als de spanning zijn dingen die we meten en de volt is de meeteenheid voor beide. Ja, een beetje verwarrend, maar zo is het nu eenmaal. Het symbool voor de eenheid volt is geschreven met een V (9 volt of 9 V). Als de spanning in een formule wordt gebruikt is het symbool voor de spanning een kleine letter v. ( b.v. spanning = stroom x weerstand of v = ir) Dit onderscheidt het verschil tussen volt (V) en spanning (v) als er maar een enkele letter symbool te gaan door. Elektrotechnici gebruiken het symbool 'e' voor spanning (bijv. e=ir) om het verschil duidelijker te onderscheiden.


AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3