Az elektromos mező feszültsége
Az elektromos mező a benne lévő szabad töltésekre erőhatást gyakorol a mező munkát végez a töltésen.
E Számítsuk ki a mező által végzett munkát, ha a töltés s utat tett meg! F A s WAB = F ·s F = E · q tehát WAB = E ·q · s
Mozgassuk most a töltést a C pontba, az erővonalakra merőlegesen!
E F A B C Legyen a B és a C pont egymástól d távolságra! A végzett munka: WBC = Fd ·d = 0, mert az erő és az elmozdulás egymásra merőleges. d C Így WABC = WAB + WBC WABC = E ·q · s
Számítsuk ki most a végzett munkát úgy, hogy az A-ból a C-be mozgatjuk a töltést! Legyen az A és C távolsága l ! F A B WAC = Fl · l s Fl = F · cos Fl l d tehát WAC = F · l · cos = = E ·q ·l · cos C s = l · cos WABC = E ·q · s = E ·q ·l · cos WAC = WABC
Számításaink alapján: az elektrosztatikai mező munkája független a megtett úttól, a kezdő- és a véghelyzet határozza meg. Tehát a végzett munka egyenesen arányos a mezőbe vitt próbatöltés nagyságával: W ~ q ahol UAC a mező két pontja közötti feszültség.
A feszültség mértékegysége: A feszültség tehát számértékben az a munka, amelyet az elektrosztatikus mező végez, miközben a pozitív egységtöltést a tér egyik pontjából a másikba mozgatja. A feszültség mértékegysége: [U] = [W / q] = J / C = V
A potenciál
Ws1 = Ws2 = 0, mert a mozgás merőleges az erővonalakra. d UAB = WAB/q s1 B A1 E
Az erővonalakra merőleges felületek egy-egy feszültségszintnek felelnek meg. U1 U2 U3 E
Az alapszinthez viszonyított feszültség neve: Megállapodás alapján kijelölhetünk egy alapszintet, amelyhez viszonyítva a mező összes pontjának feszültsége egyértelműen megadható. U1 = 0 U = U2 - U1 = U2 U2 U = U3 - U1 = U3 Az alapszinthez viszonyított feszültség neve: potenciál. U3 Ha két pont között nincs feszültség, akkor azokat ekvipotenciálisnak hívjuk.