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elektrisches Potential | Definition, Fakten & Einheiten

Elektrisches Potential , der Arbeitsaufwand, der erforderlich ist, um eine Einheitsladung von einem Referenzpunkt zu einem bestimmten Punkt gegen einen zu bewegenelektrisches Feld . Typischerweise ist der Referenzpunkt die Erde , obwohl jeder Punkt verwendet werden kann, der außerhalb des Einflusses der elektrischen Feldladung liegt.

elektrisches Feld
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Das Diagramm zeigt die Kräfte, die auf eine positive Ladung q wirken, die sich zwischen zwei Platten A und B eines elektrischen Feldes E befindet . Die elektrische Kraft F, die das Feld auf die positive Ladung ausübt, ist F = qE; Um die Ladung von Platte A zu Platte B zu bewegen, muss dann eine gleiche und entgegengesetzte Kraft ( F '= - qE ) aufgebracht werden. Die Arbeit W , die beim Bewegen der positiven Ladung über eine Strecke d geleistet wird, ist W = F ' d = - qEd.

Das Die potentielle Energie für eine positive Ladung nimmt zu, wenn sie sich gegen ein elektrisches Feld bewegt, und nimmt ab, wenn sie sich mit dem elektrischen Feld bewegt. Das Gegenteil gilt für eine negative Ladung. Sofern die Einheitsladung kein sich änderndes Magnetfeld durchquert , hängt ihr Potential an einem bestimmten Punkt nicht vom eingeschlagenen Weg ab.

Obwohl das Konzept des elektrischen Potentials zum Verständnis elektrischer Phänomene nützlich ist , sind nur Unterschiede in der potentiellen Energie messbar. Wenn ein elektrisches Feld als Kraft pro Ladungseinheit definiert ist, kann analog ein elektrisches Potential als potentielle Energie pro Ladungseinheit betrachtet werden. Daher ist die Arbeit, die beim Bewegen einer Einheitsladung von einem Punkt zu einem anderen (z. B. innerhalb eines Stromkreises ) geleistet wird, gleich der Differenz der potentiellen Energien an jedem Punkt. Im Internationalen Einheitensystem (SI) wird das elektrische Potential in Einheiten von Joule pro Coulomb ausgedrückt (dhVolt ) und Unterschiede in der potentiellen Energie werden mit einem Voltmeter gemessen .

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