1.7 הפוטנציאל החשמלי
(Electric potential)
העבודה כפי שהיא מובאת בפרקי מבוא בפיסיקה מוגדרת כמכפלת הכוח המופעל על גוף כלשהו בדרך שהוא זז. כתוצאה מביצוע עבודה, הגוף רוכש תכונה שקרויה אנרגיה. אותה אנרגיה שיש לגוף כתוצאה ממיקומו הפיזי קרויה אנרגיה פוטנציאלית.
כדי שאלקטרונים יוכלו לנוע, הם זקוקים לאנרגיה (השקעת עבודה). אנרגיית האלקטרון תלויה במיקומו ברגע נתון, ולכן זוהי אנרגיה חשמלית פוטנציאלית (אנרגיה זו נמדדת ביחס לנקודת ייחוס כלשהי). האנרגיה מסומנת באות W ביחידות "ג'אול" [J] .
מעניין אתכם לדעת מיהו ג'אול ? - לחצו כאן
הפוטנציאל החשמלי של מטען בנקודה כלשהי במרחב מוגדר כאותה עבודה הדרושה להזזת המטען מאינסוף (נקודת ייחוס) ועד לנקודה שבה הוא נמצא, כנגד הכוח החשמלי הפועל עליו.
הפוטנציאל החשמלי בנקודה כלשהי A מתאר גודל סקלרי (רק ערך מספרי ללא כיוון). הוא מסומן באות V , יחידותיו "וולט" [V] .
מעניין אתכם לדעת על שם מי נקרא יחידת הוולט ? - לחצו כאן
VA מתאר את הפוטנציאל בנקודה A, ומשמעותו: העבודה הדרושה WA להזזת (העתקת) יחידת מטען חיובית מן האינסוף (נקודת ייחוס) לנקודה A. פוטנציאל של וולט אחד בנקודה A, פירושו שדרושה עבודה של 1J כדי להזיז יחידת מטען (1C) מנקודת הייחוס (אינסוף) לנקודה A.
כשיש שתי נקודות A ו- B, לכל אחת מהן קיים פוטנציאל חשמלי שונה, וביניהן קיים הפרש פוטנציאלים הנקרא גם בשם מתח חשמלי.
UAB מתאר את הפרש הפוטנציאלים בין הנקודות A ו- B (המתח UAB), ומשמעותו: האנרגיה הפוטנציאלית (עבודה) הדרושה להעתקת יחידת מטען חיובית מנקודה B לנקודה A.
UAB=UA-UB
יש חשיבות לכיוון העתקת המטען ביחס לכיוון השדה והכוחות שפועלים – נושא זה וחישובים מעמיקים בנושאים כמו כוחות ושדה חשמלי יובהרו לעומק בפרק 7.