پتانسیل الکتریکی (Electric potential) ساختار و  عملکرد در (مبانی برق)

پژوهشگر و نویسنده: (  افشین رشید )

نکته: انرژی لازم (یا کار لازم) برای انتقال واحد بار الکتریکی از بی‌نهایت به جسم یا نقطه مورد نظر است.پتانسیل الکتریکی یک کمیت نرده‌ای (Scalar) است که معمولاً آن را با حرف V نشان می‌دهند و اختلاف نقطه توسط ولت سنج اندازه گیری می شود و عبارت است از مقدار انرژی الکتریکی واحدِ بار الکتریکی، و یکای آن در سیستم واحد ها SI , ولت است. 

معمولاً اختلاف پتانسیل الکتریکی، میان دو نقطه‌ مطرح می‌شود. اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه، انرژی لازم برای انتقال یک واحد بار بین این دو نقطه است که به وسیله ولت اندازه‌ گیری می‌شود. یک ولت به عنوان یک ژول کار انجام شده در هر کولن بار الکتریکی تعریف می‌شود.در تعریف دیگر اختلاف پتانسیل، نسبت کار انجام شده بر روی اندازه یک بار، برای آنکه از یک پتانسیل به پتانسیل دیگر حرکت کند را اختلاف پتانسیل آن دو نقطه گویند.پتانسیل الکتریکی "فشار" برق از طریق یک مدار است. به راحتی می توان پتانسیل الکتریکی را با جریان الکتریکی اشتباه کرد ، ولتاژ متغیر می تواند جریان برق را افزایش یا کاهش دهد.مفهوم پتانسیل الکتریکی در درک پدیده های الکتریکی مفید است. فقط اختلاف در انرژی بالقوه قابل اندازه گیری است. اگر یک میدان الکتریکی به عنوان نیرو برای واحد بار تعریف شده باشد ، می توان به یک قیاس از پتانسیل الکتریکی به عنوان انرژی بالقوه برای هر واحد استفاده کرد. بنابراین ، کار انجام شده در انتقال بار واحد از یک نقطه به نقطه دیگر (به عنوان مثال ، در یک مدار الکتریکی) با تفاوت در انرژی های بالقوه در هر نقطه برابر است. در سیستم واحدها (SI) ، پتانسیل الکتریکی در واحدهای ژول در هر کپسول (یعنی ولت) بیان می شود و تفاوت در انرژی بالقوه با ولت متر اندازه گیری می شود.

پتانسیل الکترونیکی در مدار ها 

شارژ در حال عبور از طریق سیم های مدار هنگام عبور از مدار با پتانسیل الکتریکی روبرو می شود. در سلولهای الکتروشیمیایی باتری ، یک میدان الکتریکی بین دو ترمینال برقرار شده است که از ترمینال مثبت به سمت ترمینال منفی هدایت می شود. به این ترتیب ، حرکت یک بار تست مثبت از طریق سلولها از ترمینال منفی به ترمینال مثبت نیاز به کار دارد ، بنابراین انرژی بالقوه هر کولم بار را که در این مسیر حرکت می کند ، افزایش می دهد. این مربوط به حرکتی از بار مثبت در برابر میدان الکتریکی است. به همین دلیل است که ترمینال مثبت به عنوان ترمینال با پتانسیل بالا توصیف می شود. این بار با حرکت در مدار خارجی از پایانه مثبت به ترمینال منفی ، انرژی بالقوه را از دست می دهد. ترمینال منفی به عنوان پایانه پتانسیل پایین توصیف می شود. انرژی شیمیایی در مدار داخلی (یعنی باتری) به انرژی پتانسیل الکتریکی تبدیل می شود. هنگامی که در ترمینال با پتانسیل بالا قرار بگیرید ، یک بار تست مثبت از طریق مدار خارجی منتقل می شود.

نویسنده: دکتر(افشین رشید )