Что такое потенциальная разница?

Разница потенциалов - это энергия на единицу заряда в электрической цепи. Разность потенциалов должна измеряться между двумя точками, потому что, как правило, измерять электрический потенциал одной точки нецелесообразно. Разность потенциалов точки в электрической цепи, как правило, производятся по отношению к опорному потенциалу, например, общая земля.

Разность потенциалов обычно называется напряжением, потому что вольты являются стандартной единицей измерения для этой величины. Исторически это также известно как давление и напряжение. «Давление» - это устаревший термин для разности потенциалов, но он все еще используется для обозначения разности потенциалов в контексте электроники вакуумных ламп.

Напряжение также можно рассматривать как энергию, необходимую для перемещения заряда между точками, деленную на величину этого заряда. Эта общая энергия должна включать как статическую, так и динамическую энергию, необходимую для перемещения заряда. Расчет разности потенциалов становится более точным, когда величина измеряемого заряда становится меньше.

Величина разности потенциалов должна включать знак в зависимости от направления, в котором движутся электроны. Определение разности потенциалов предполагает, что положительно заряженные частицы движутся к более низким напряжениям, а отрицательно заряженные частицы движутся к более высоким напряжениям. Это означает, что электроны в цепи текут из точки более высокого напряжения в точку более низкого напряжения.

Описание разности потенциалов часто использует воду в качестве аналогии для электричества. Эта аналогия предполагает, что механический насос пропускает воду через замкнутый контур труб. Разница потенциалов в этой аналогии - это разность давлений воды между двумя точками в контуре. Поэтому вода будет течь между двумя точками, если есть разница в их давлении, что позволяет воде выполнять работу. Точно так же электрическая цепь может выполнять работу, только если существует разность потенциалов между двумя точками в цепи.

Различные приборы измеряют разность потенциалов в зависимости от метода их работы. Вольтметр имеет два провода, каждый из которых подключается к точке в цепи. Это устройство измеряет падение напряжения на постоянном резисторе, которое пропорционально количеству вольт в цепи.

Потенциометр сравнивает неизвестное напряжение с известным напряжением в цепи. Осциллограф усиливает напряжение в цепи, которая отклоняет электронный луч. Величина отклонения пропорциональна напряжению в цепи. Мультиметр измеряет несколько электрических величин, включая напряжение.