Zvážte vzťah napätia a potenciálu velektrické pole. Predpokladajme, že máme nejaké pozitívne nabité telo. Toto telo je obklopené elektrickým poľom. Presuňme do tohto poľa pozitívny poplatok, na ktorom sa uskutoční transferová práca. Veľkosť takejto práce je priamo úmerná veľkosti náboja a závisí od jej polohy v teréne. Ak vezmeme pomer veľkosti perfektnej práce A na veľkosť preneseného náboja q, potom veľkosť takéhoto prepojenia A / q nebude závisieť od veľkosti prenesenej náplne, ale bude závisieť len od voľby bodov posuvu a tvar cesty nezáleží.
Zavádzame poplatok do poľa tým, že ho premiestnimenekonečne vzdialený bod, ktorého intenzita poľa sa rovná nule. Rozsah pracovného vzťahu, ktorý bude musieť byť vykonaný proti silám elektrického poľa, na veľkosť prenášaného náboja bude závisieť len od polohy posledného bodu posunu. V dôsledku toho táto hodnota slúži na charakterizáciu takéhoto bodu poľa.
Величину, которая измеряется отношением работы, keď sa pozitívny náboj prenáša z určitého bodu poľa z nekonečna na množstvo náboja, ktoré sa pohybuje, volá sa potenciál poľa.
Z definície vidno, že v určitom bode sa potenciál poľa rovná práci, ktorá sa vykonáva, keď sa kladný náboj presunie do daného bodu z nekonečna.
Potenciálna hodnota je označená písmenom φ:
φ = A / q
Potenciál je skalárna veličina.Potenciály každého bodu poľa kladne nabitého telesa majú kladnú hodnotu a potenciály poľa poľa so záporným nábojom majú zápornú hodnotu.
Ukážme, že vzťah medzi množstvom práce, ktorá sa vykoná počas prenosu kladného náboja, k hodnote prenášaného náboja, sa rovná potenciálnemu rozdielu bodov pohybu.
Potenciálny rozdiel dvoch rôznych bodov poľa,súčasne sa to nazýva intenzita poľa medzi takýmito bodmi. Ak je napätie poľa označené písmenom U, potom je vzťah medzi silou a potenciálom vyjadrený pomocou rovnosti:
U = φ₁ - φ₂
V tejto definícii je potenciál nekonečnývzdialený bod bude nulový. V tomto prípade hovoria, že ľubovoľný bod poľa môže byť bodom s nulovým potenciálom, jeho voľba je úplne ľubovoľná. Rozdiel potenciálov dvoch ľubovoľných bodov poľa nezávisí od vybraného bodu nulového potenciálu.
V teoretických prácach je nulovým bodom potenciálu nekonečne vzdialený bod. A v praxi - akýkoľvek bod na zemskom povrchu.
Potenciál vo fyzike je teda veličina, ktorá sa meria pomerom práce počas prenosu kladného náboja zo zemského povrchu do určitého bodu poľa k hodnote daného náboja.
Vyjadruje vzťah medzi napätím a potenciálomcharakteristika elektrického poľa. Ak navyše intenzita slúži ako jej výkonová charakteristika a umožňuje vám určiť veľkosť sily, ktorá pôsobí na náboj v ľubovoľnom bode tohto poľa, potom je potenciálom jeho energetická charakteristika. Na základe potenciálov v rôznych bodoch elektrického poľa môžeme určiť objem práce na presunutie náboja pomocou vzorcov:
A = qU alebo A = q (φ₁ - φ₂),
kde q je veľkosť náboja, U je napätie medzi bodmi poľa a φ₁, φ₂ je potenciál bodov pohybu.
Zvážte vzťah medzi napätím apotenciál v elektrickom poli s jednou hodnotou. Intenzita E v ktoromkoľvek bode takéhoto poľa je rovnaká, čo znamená, že sila F, ktorá pôsobí na jednotku náboja, je tiež rovnaká a rovná sa E. Z toho vyplýva, že sila pôsobiaca na jednotku náboj q v danom poli sa bude rovnať F = qE.
Ak je vzdialenosť medzi dvoma bodmi takého poľa d, potom sa pri pohybe náboja bude pracovať:
A = Fd = gEd = g (φ₁-φ₂),
kde φ₁-φ₂ je potenciálny rozdiel medzi bodmi poľa.
Preto:
E = (φ₁-φ₂) / d,
tie. intenzita rovnomerného elektrického poľa sa bude rovnať rozdielu potenciálov na jednotku dĺžky, ktorý sa vzal pozdĺž siločiary daného poľa.
Na malé vzdialenosti sa vzťah medzi silou a potenciálom určuje podobne v nehomogénnom poli, pretože akékoľvek pole medzi dvoma blízko vzdialenými bodmi sa dá považovať za uniformné.
