Razmotrimo odnos napetosti i potencijala uelektrično polje. Recimo da imamo nekakvo pozitivno nabijeno tijelo. Ovo je tijelo okruženo električnim poljem. Na ovo polje prenosimo pozitivno naelektrisanje, tijekom čijeg prijenosa će se obavljati radovi. Veličina ovog rada izravno je proporcionalna veličini naboja i ovisi o mjestu njegovog kretanja u polju. Uzmemo li omjer magnitude savršenog djela A i veličine prenesenog naboja q, tada veličina ovog odnosa A / q neće ovisiti o veličini naboja koji se prenosi, već će ovisiti samo o izboru mjesta pomicanja, a oblik putanje nije bitan.
Donosimo naboj u polje, krećući ga iz njegabeskonačno udaljena točka, čija je jakost polja jednaka nuli. Veličina odnosa rada koji će se morati obaviti prema silama električnog polja prema količini naboja koja se prenosi ovisit će samo o položaju posljednje točke pomicanja. Kao rezultat toga, takva količina služi za karakterizaciju takve točke polja.
Vrijednost koja se mjeri omjerom rada,izvodi kada se pozitivan naboj prenosi iz određene točke u polje iz beskonačnosti, do veličine naboja koji se kreće, naziva se potencijal polja.
Iz definicije se vidi da je u određenom trenutku potencijal polja jednak djelu koji se obavlja kada se pozitivan naboj pomiče na danu točku iz beskonačnosti.
Potencijalna vrijednost označena je slovom φ:
φ = A / q
Potencijal je skalarna količina.Potencijali svake poljske točke pozitivno nabijenog tijela imaju pozitivnu vrijednost, a potencijali polja tijela s negativnim nabojem imaju negativnu vrijednost.
Pokazujemo da je odnos između veličine rada koji se obavlja tijekom prijenosa pozitivnog naboja i veličine prenesenog naboja jednak potencijalnoj razlici točaka pomaka.
Razlika potencijala dvije različite točke polja,istovremeno nazivaju jakost polja između takvih točaka. Ako je napon polja označen slovom U, odnos između intenziteta i potencijala izražava se jednadžbom:
U = ₁₁ - φ₂
U ovoj definiciji potencijal je beskonačanTočka na daljinu bit će nula. U ovom slučaju kažu da proizvoljna točka polja može biti točka nultog potencijala, njegov izbor je potpuno proizvoljan. Razlika potencijala dviju proizvoljnih točaka polja ne ovisi o odabranoj točki nultog potencijala.
U teorijskim radovima nulta točka potencijala je beskonačno udaljena točka. Ali u praksi - bilo koje točke na zemljinoj površini.
Dakle, potencijal u fizici je količina koja se mjeri omjerom rada kada se pozitivni naboj prenosi s zemljine površine u određenu točku polja prema vrijednosti određenog naboja.
Odnos napetosti i potencijala izražava sekarakteristično za električno polje. Štoviše, ako napetost služi kao karakteristika njene snage i omogućava vam da odredite veličinu sile koja djeluje na naboj u proizvoljnoj točki u ovom polju, tada je potencijal njegova energetska karakteristika. Potencijalima u raznim točkama električnog polja pomoću formula možemo odrediti veličinu rada na pomicanju naboja:
A = qU ili A = q (₁₁ - ₂),
gdje je q veličina naboja, U je napon između polja polja i ₁₁, φ₂ je potencijal točaka pomaka.
Razmotrimo odnos između napetosti ipotencijal u jednom električnom polju. Napetost E u bilo kojoj točki takvog polja je jednaka, i stoga je sila F, koja djeluje na jedinicu naboja, ista i jednaka je E. Iz toga proizlazi da će sila koja djeluje na naboj q u ovom polju biti F = qE.
Ako je udaljenost između dviju točaka takvog polja d, tada će se, kada se naboj kreće, raditi posao:
A = Fd = gEd = g (₁₁-₂₂),
gdje je φ₁-φ₂ potencijalna razlika između točaka polja.
Odavde:
E = (₁₁-₂₂) / d,
oni. intenzitet jednoličnog električnog polja bit će jednak razlici potencijala, koja je po jedinici duljine, a koja je uzeta duž crte polja ovog polja.
Na malim udaljenostima odnos između napetosti i potencijala određuje se na sličan način u nehomogenom polju, jer se svako polje između dvije usko razmaknute točke može zamijeniti s jednolikim.
