Qu'est-ce que l'énergie potentielle électrique?
L'énergie électrique potentielle est une mesure de la quantité d'énergie électrique stockée dans un emplacement ou un dispositif donné, telle qu'une batterie. La mesure la plus courante de l'énergie potentielle électrique est la tension. Cela simplifie techniquement l’énergie potentielle en potentiel électrique, la différence étant qu’elle est mesurée par unité de charge au lieu de prendre en compte toutes les charges spécifiques. C'est la quantité de travail qui peut éventuellement être effectuée en raison de la position ou de la configuration particulière des charges électriques.
Comprendre l'énergie potentielle gravitationnelle est un bon moyen pour commencer à comprendre l'idée d'énergie potentielle électrique. La gravité est une force qui attire tous les corps de matière les uns vers les autres et l'attraction gravitationnelle de la Terre maintient les objets au sol. Si quelqu'un devait tenir un caillou de 1 kg au-dessus de la Terre, il ou elle lutterait contre la gravité. La force gravitationnelle de la Terre essaierait de tirer cette roche vers le bas, et cette force exercée sur la roche immobile est une énergie potentielle gravitationnelle, qui dépend de la distance à la Terre et du poids de l'objet. L'énergie potentielle est libérée lorsque la roche est larguée.
Une charge électrique peut avoir stocké de l'énergie de la même manière qu'une roche tenue au-dessus de la Terre. On pourrait imaginer une sphère de Van de Graff - un appareil électrique ayant une charge positive à l'extérieur de celle-ci et qui est souvent utilisée dans des expériences scientifiques pour montrer des choses telles que l'électricité statique - et une autre charge électrique positive tenue à l'écart de la sphère. Pousser la charge positive vers le bord extérieur de la sphère nécessiterait une certaine quantité d'énergie pour surmonter la répulsion électrique créée par le champ opposé. Cette quantité d'énergie est l'énergie potentielle électrique. Elle est affectée par la distance qui le sépare de la source du champ électrique, comme si une roche maintenue au-dessus de la Terre avait une énergie potentielle plus gravitationnelle. Si la charge maintenue loin de la sphère était deux fois plus puissante, elle aurait deux fois plus d'énergie potentielle, comme le ferait un rocher plus lourd dans l'exemple gravitationnel.
Pour simplifier le processus de détermination de l'énergie potentielle électrique spécifique d'un objet ou d'un circuit donné, le terme est généralement simplifié afin de prendre en compte des charges différentes. Cette mesure est donnée en joules par coulomb, les joules étant une unité d'énergie et le coulomb étant une unité de force électrique. Cela signifie qu’un certain emplacement dans un champ électrique aurait un potentiel électrique de 12 joules par coulomb, ce qui permettrait de déterminer l’énergie potentielle électrique spécifique. Une charge d'un coulomb aurait 12 joules d'énergie et une charge de deux coulomb en aurait 24.