Hva er elektrisk potensiell energi?

Elektrisk potensiell energi er en måling av mengden elektrisk energi som er lagret på et bestemt sted eller enhet, for eksempel et batteri. Den vanligste målingen 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 ladningene. Det er mengden arbeid som muligens kan utføres som et resultat av plasseringen eller den spesielle konfigurasjonen av de elektriske ladningene.

Å forstå gravitasjonspotensiell energi er en god måte for en å begynne å forstå ideen om elektrisk potensiell energi. Tyngdekraften er en kraft som trekker alle kroppskropper mot hverandre, og jordens gravitasjonstrekk holder ting på bakken. Hvis noen skulle holde en 2 kg pund (1 kg) stein 3,28 fot (1 m) over jorden, ville han eller hun i utgangspunktet kjempet mot tyngdekraften. Jordens gravitasjonskraft ville prøve å trekke denne berget ned, og den kraften på den bevegelige bergarten er gravitasjonspotensiell energi, avhengig av avstanden fra Jorden og gjenstandens vekt. Den potensielle energien frigjøres når berget slippes.

En elektrisk ladning kan ha lagret energi på samme måte som en stein som er holdt over jorden. Man kan tenke seg en Van de Graff-sfære - en elektrisk enhet som har en positiv ladning rundt utsiden av den og som ofte blir brukt i vitenskapelige eksperimenter for å vise ting som statisk elektrisitet - og en annen positiv elektrisk ladning holdt unna sfæren. Å skyve den positive ladningen til den ytre kanten av sfæren ville kreve en viss mengde energi for å overvinne den elektriske frastøtningen som er opprettet av det motstående feltet. Denne energimengden er den elektriske potensielle energien, og den påvirkes av avstanden fra kilden til det elektriske feltet, som en stein som er holdt lenger over jorden har mer gravitasjonspotensiell energi. Hvis ladningen som holdes borte fra sfæren var dobbelt så kraftig, ville den ha dobbelt så stor potensiell energi, som en tyngre bergart ville være i tyngdeeksemplet.

For å forenkle prosessen med å bestemme den spesifikke elektriske potensielle energien for en bestemt gjenstand eller krets, blir begrepet vanligvis forenklet for å gjøre rede for forskjellige ladninger. Denne målingen er gitt i joules per coulomb, hvor joules er en energienhet og coulomb er en enhet av elektrisk kraft. Dette betyr at et bestemt sted i et elektrisk felt ville ha et elektrisk potensial på 12 joule per coulomb, og den spesifikke elektriske potensielle energien kan bestemmes ut fra dette. En ladning på én coulomb ville ha 12 joule energi, og en ladning med to coulomb ville ha 24.