Hva er elektrisk potensiell energi?

Elektrisk potensiell energi er en måling av mengden elektrisk energi som lagres på et bestemt sted eller enhet, for eksempel et batteri. Den vanligste måling av elektrisk potensiell energi er volt. Dette forenkler teknisk den potensielle energien til elektrisk potensial, og forskjellen er at den måles per ladeenhet i stedet for å ta hensyn til alle de spesifikke kostnadene. Det er mengden arbeid som muligens kan gjøres som et resultat av posisjonen eller den spesielle konfigurasjonen av de elektriske ladningene.

Å forstå gravitasjonspotensial energi er en god måte for en å begynne å forstå ideen om elektrisk potensiell energi. Tyngdekraften er en kraft som trekker alle materielle kropper mot hverandre, og jordens gravitasjonstrekk holder ting på bakken. Hvis noen skulle holde en 2,2 pund (1 kg) berg 3,28 fot over jorden, ville han eller hun i utgangspunktet bekjempe tyngdekraften. Jordens gravitasjonskraft ville prøve åTrekk den steinen ned, og den kraften på den uovertrufne berget er gravitasjonspotensial energi, avhengig av avstanden fra jorden og objektets vekt. Den potensielle energien frigjøres når berget blir droppet.

En elektrisk ladning kan ha lagret energi på samme måte som en stein som holdes over jorden gjør. Man kan forestille seg en Van de Graff -sfære - et elektrisk apparat som har en positiv ladning rundt utsiden av den, og som ofte brukes i vitenskapseksperimenter for å vise ting som statisk elektrisitet - og en annen positiv elektrisk ladning som holdes bort fra sfæren. Å skyve den positive ladningen til den ytre kanten av sfæren ville kreve en viss energi for å overvinne den elektriske frastøtningen som er skapt av det motsatte feltet. Denne mengden energi er den elektriske potensielle energien, og den påvirkes av avstanden fra kilden til det elektriske feltet, som en stein som holdes lenger over jorden, har mer gravitasjonspotensiell energi. Hvis ladningen som ble holdt bort fra sfæren var dobbelt så kraftig, ville den ha det dobbelte av den potensielle energien, som en tyngre stein ville i gravitasjonseksemplet.

For å forenkle prosessen med å bestemme den spesifikke elektriske potensielle energien for et visst objekt eller krets, blir begrepet vanligvis forenklet for å redegjøre for forskjellige ladninger. Denne målingen er gitt i Joules per Coulomb, med Joules som en enhet av energi og Coulomb er en enhet av elektrisk kraft. Dette betyr at et bestemt sted innenfor et elektrisk felt vil ha et elektrisk potensial på 12 joules per Coulomb, og den spesifikke elektriske potensielle energien kan bestemmes av dette. En Coulomb-ladning ville ha 12 joules med energi, og en to-coulomb ladning ville ha 24.