電位 electric potential 【図解】
英語: electric potential 中国語:电位
電位は、電荷に係る位置エネルギーであり、別名、静電ポテンシャル。
2点の間の電位の差は 電位差 という。単位にはV (ボルト)が用いられ、電気工学では 電位差 を電圧と呼ぶ。
電位は水位に相当する電気的な高さであり海水面を水位0(ゼロ)と言う
ように、大地の電位を0(ゼロ)となる。
電位モデルと水位
川の上流つまり高い位置にある水は、低い位置にある水よりも位置のエネルギーが大きいため水位の高い上流から水位の低い下流に向かって水が流れます。
同様に電気の流れである電流もこれと同じで水位に相当するのが電位であって下図のようにA、B両帯電体の間に電位の差があれば、これを電線でつなぐと、電流は電位の高い正の帯電体Aから電位の低い負の帯電体Bの方に流れます。
この正の帯電体Aと負の帯電体Bとの間にある電位の差、つまり電位差を電圧といいます。すなわち電気の圧力により、物質をかたちづくる原子内の自由電子が移動し電流が流れます。この電流を流そうとする電気の圧力が電圧ともいえます。
強さが一様な電界中での電位と静電気力
電位とは+1C当たりの静電力による位置エネルギーの事であり、+1C の電荷が基準点まで動くときの静電気力(電気力)がする仕事に相当する。
静電気力(電気力)による位置エネルギーUは電界の強さEの一様な電界中ではU=qVdと表され、位置エネルギーは静電気力(電気力)に逆らってゆっくりと基準点から外力で動かしたときの外力の仕事〔J〕に等しい。
計算式は下記のとおり。
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