Preskočiť na obsah
Späť na kurz

Elektrický náboj a elektrické pole

Potenciál a napätie

Doteraz sme pole opisovali silovo, teda cez intenzitu, ktorá hovorí, akou silou pôsobí na náboj. To ale nie je jediný pohľad. Pole sa dá opísať aj energeticky a na to slúžia ďalšie dve veličiny, potenciál a napätie.

Keď náboj QQ položíme do poľa, má v ňom potenciálnu energiu EpE_p, rovnako ako má kameň na streche gravitačnú potenciálnu energiu. A presne ako pri intenzite chceme aj tu veličinu nezávislú od konkrétneho náboja, takže opäť delíme, tentokrát energiu nábojom, a dostaneme potenciál:

φ=EpQ\varphi = \dfrac{E_p}{Q}

Je to skalár, teda len hodnota bez smeru, a jeho jednotkou je volt (V), pričom platí V=J⋅C−1\mathrm{V} = \mathrm{J \cdot C^{-1}}.

Tu je ale dôležitá vec. Hodnotaφ\varphi závisí od toho, kde si zvolíme nulu, čím býva zvyčajne nekonečno alebo zem. Sám o sebe je preto potenciál v jednom bode trochu nezmyselný a skutočný fyzikálny zmysel dostáva až rozdiel potenciálov medzi dvomi bodmi. Práve tomuto rozdielu hovoríme elektrické napätie:

U=φ1−φ2U = \varphi_1 - \varphi_2

Keďže sme pri homogénnom poli, ukážme si ešte jeden veľmi užitočný vzťah, ktorý prepája intenzitu a napätie:

E=UdE = \dfrac{U}{d}

Z napätia a vzdialenosti dvoch bodov teda vieme rovno vypočítať veľkosť intenzity.

Kým pôjdeme ďalej, treba si dať pozor na jednu vec. Tieto veličiny sa ľahko zamieňajú, a preto si ich dáme prehľadne pod seba:

Intenzita E→\overrightarrow{E} je vektor s jednotkou V⋅m−1\mathrm{V \cdot m^{-1}}.

Potenciálφ\varphi je skalár s jednotkou V\mathrm{V}.

Potenciálna energia EpE_pje tiež skalár, meria sa v jouloch a platí pre ňu Ep=QφE_p = Q\varphi.

Jediným vektorom z tejto trojice je teda intenzita.