Qual è una differenza potenziale?
Una differenza potenziale è l'energia per unità di carica in un circuito elettrico. La differenza di potenziale deve essere misurata tra due punti perché è generalmente poco pratico misurare il potenziale elettrico di un singolo punto. La differenza di potenziale di un punto in un circuito elettrico viene in genere fatta rispetto a un potenziale di riferimento, come il terreno comune.
La differenza potenziale è comunemente nota come tensione perché i volt sono l'unità standard di misura per questa quantità. È anche noto storicamente come pressione e tensione. La "pressione" è un termine obsoleto per la differenza potenziale, ma è ancora utilizzato per fare riferimento alla differenza potenziale nel contesto dell'elettronica del tubo a vuoto. La tensione
può anche essere vista come l'energia necessaria per spostare una carica tra i punti divisa per la grandezza di tale carica. Questo totale di energia deve includere sia l'energia statica che quella dinamica richiesta per spostare la carica. Il calcolo della differenza potenziale diventa più accurato comeL'entità della carica misurata diventa più piccola.
Una quantità di differenza potenziale deve includere un segno a seconda della direzione in cui stanno scorrendo gli elettroni. La definizione di differenza potenziale presuppone che le particelle caricate positivamente si muovano verso tensioni più basse e particelle caricate negativamente si muovano verso tensioni più elevate. Ciò significa che gli elettroni in un flusso di circuito da un punto di tensione più elevata a un punto di tensione inferiore.
La descrizione della differenza potenziale utilizza spesso l'acqua come analogia per l'elettricità. Questa analogia presuppone che una pompa meccanica stia guidando l'acqua attraverso un circuito chiuso di tubi. La differenza di potenziale in questa analogia è la differenza nella pressione dell'acqua tra due punti nel circuito. Pertanto, l'acqua scorrerà tra i due punti se c'è una differenza nella loro pressione, consentendo all'acqua di eseguire lavori. Allo stesso modo, un elettrIl circuito ical può eseguire lavori solo se esiste una differenza potenziale tra due punti nel circuito.
Vari strumenti misurano la differenza potenziale a seconda del loro metodo di funzionamento. Un voltmetro ha due cavi, ognuno dei quali si collega a un punto nel circuito. Questo dispositivo misura la caduta di tensione attraverso una resistenza fissa, che è proporzionale alla quantità di volt nel circuito.
Un potenziometro confronta una tensione sconosciuta con una tensione nota nel circuito. Un oscilloscopio amplifica la tensione nel circuito, che devia un raggio di elettroni. La quantità di deflessione è proporzionale alla tensione nel circuito. Un multimetro misura diverse quantità elettriche, inclusa la tensione.