Qu'est-ce que le potentiel électrique

Le potentiel électrique est une caractéristique quantitative d'un champ électrique basée sur la mesure du travail des forces électriques que le champ effectue lorsque des charges le traversent. Des appareils spéciaux sont utilisés pour mesurer le potentiel électrique — électroscopes et électromètres.

Le champ électrique créé par les charges a la propriété importante suivante: le travail effectué par les forces de champ lorsque les charges s'y déplacent ne dépend que de la position des points de mouvement initial et final, mais ne dépend pas du chemin le long duquel le mouvement se produit (un champ avec une telle propriété s'appelle un potentiel).

Par conséquent, le champ électrique en tout point peut être caractérisé par le travail que les forces de champ effectuent lorsqu'une certaine charge se déplace d'un point donné à l'infini (pratiquement jusqu'à un point si éloigné que le champ qu'il contient peut déjà être considéré comme égal à zéro) .

Une telle caractéristique est le potentiel électrique en un point donné du champ, qui s'exprime par le travail que font les forces de champ lorsqu'une charge positive est retirée de ce point à l'infini.

Si ce mouvement se produit dans la direction de la force agissant sur le côté du champ, alors cette force fait un travail positif et le potentiel du point de départ est positif. Si le mouvement est vers la force agissant sur le côté du champ, alors la force du champ fait un travail négatif et le potentiel du point de départ est négatif.

Étant donné que le travail effectué lorsqu'une charge se déplace dans un champ électrique ne dépend pas du chemin, mais uniquement de la position des points de départ et d'arrivée, le travail effectué en se déplaçant le long de chaque chemin du point A au point B est égal à la somme du travail effectué travail en allant de A vers l'infini et de l'infini vers B (puisque les deux derniers mouvements représentent aussi le mouvement de A vers B, mais par un chemin différent).

En d'autres termes, le travail effectué par les forces de champ lorsqu'une charge positive unitaire se déplace du point A au point B est égal à la différence des potentiels électriques aux points A et B.

Une charge positive libre sous l'action de la force du champ électrique se déplacera toujours dans la direction de la force, qui fera un travail positif, c'est-à-dire qu'elle se déplacera toujours des points de potentiel supérieur aux points de potentiel inférieur. Au contraire, les charges négatives se déplaceront d'un point de potentiel inférieur vers des points de potentiel supérieur.

Tout comme les corps lourds dans un champ gravitationnel se déplacent d'un potentiel supérieur à un potentiel inférieur, les charges électriques positives se déplacent d'un potentiel supérieur à un potentiel inférieur.

De même que pour le mouvement des corps lourds, ce n'est pas le niveau absolu en aucun point qui compte, mais la différence de niveaux des points entre lesquels les corps se déplacent, pour le mouvement des charges électriques, ce n'est pas la grandeur du potentiel lui-même (mesuré à l'infini), ce qui est essentiel, mais la différence de potentiel des points entre lesquels le mouvement des charges électriques peut se produire, par exemple des points reliés par un fil.

Par conséquent, dans tous les problèmes électriques, ce n'est pas le potentiel qui joue un rôle, mais la différence de potentiel, et pour cette dernière quantité un nom spécial est introduit - tension (différence de potentiel entre deux points). L'unité de mesure de la différence de potentiel (tension) dans le système d'unités pratique est le volt.

Il existe également des concepts en génie électrique le potentiel de l'électrode et différence de potentiel de contact.