Jestliže se působením elektrické síly náboj přemísťuje, koná se práce, a tím se mění potenciální energie náboje. Při přemístění ve směru působení elektrické síly se potenciální energie náboje zmenšuje (podobně jako se zmenšuje potenciální energie tělesa např. při volném pádu). Při pohybu náboje proti elektrické síle se naopak jeho potenciální energie zvětšuje (obdobou je zvedání tělesa v tíhovém poli). V každém bodě elektrického pole má tedy bodový náboj určitou potenciální energii. To umožňuje zavést jednotku elektrický potenciál φ. Elektrický potenciál je určen potenciální energií Ep, tedy prací, kterou musíme vykonat při přenesení náboje q z místa tzv. nulového potenciálu do určitého bodu, tedy
Jednotkou potenciálu je volt (J C–1 = V), který je pojmenovaný po Alessandru Voltovi.
Alessandro Volta.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Autor: Garavaglia, Giovita, 1834. Public domain.
Potenciální energii určujeme vzhledem k místu v němž je tato energie nulová (v tíhovém poli určujeme potenciální energii tělesa obvykle vzhledem k povrchu Země). Pro elektrické pole volíme za místo s nulovou potenciální energií (a tedy i s nulovým potenciálem) povrch Země, popř. vodič spojený s povrchem Země (tzv. uzemnění). Má–li těleso vyšší potenciál než země, říkáme, že má potenciál kladný. Má–li naopak těleso nižší potenciál než země, říkáme, že má potenciál záporný. Mezi místy s různým potenciálem vzniká napětí
které je rozdílem potenciálů. Pro homogenní pole o intenzitě E platí, že mezi hladinami stejného potenciálu ve vzájemné vzdálenosti d je elektrické napětí
Jednotkou napětí je také volt. Odtud je odvozena jednotka elektrického potenciálu V m–1. Napětí se měří voltmetrem.
Elektrostatické náboje vznikají v různých situacích. Napětí mezi vzniklými náboji nemusí být zanedbatelné. V následující tabulce jsou hodnoty napětí vůči Zemi.
|
Sníh ve vánici |
65 V |
|
Mletí cukru ve válcovém mlýnu |
1 700 V |
|
Jízda automobilu po betonové vozovce |
3 000 V |
|
Praní vlněných šatů v benzínu |
5 000 V |
|
Svlékání šatů z umělých vláken |
10 000 V |
|
Barvení předmětů stříkáním |
10 000 V |
|
Chůze po vlněném koberci |
14 000 V |
|
Běh koženého hnacího řemene |
80 000 V |
Uvedené hodnoty se mohou zdát ve srovnání s napětím v naší elektrické síti značné, ohromné a nebezpečné. Záleží však i na hustotě elektrických nábojů a ta je v těchto případech velmi malá. Proto se např. svlékání šatů z umělých vláken při napětí až 10 kV projeví jen jako slabé praskání.
