ศักย์ไฟฟ้า

ศักย์ไฟฟ้า () (ยังถูกเรียกว่า ศักย์สนามไฟฟ้า หรือ ศักย์ไฟฟ้าสถิต) เป็นปริมาณของพลังงานศักย์ไฟฟ้าที่ประจุไฟฟ้าที่จุดหนึ่งเดียวนั้นจะพึงมีถ้ามันถูกมองหาตำแหน่งที่จุดใดจุดหนึ่งในที่ว่าง และมีค่าเท่ากับงานที่ถูกกระทำโดยสนามไฟฟ้าหนึ่งในการเคลื่อนย้ายหนึ่งหน่วยของประจุบวกจากที่ห่างไกลไม่สิ้นสุด () มาที่จุดนั้น 

ในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าแบบคลาสสิก ศักย์ไฟฟ้าเป็นปริมาณสเกลาร์แสดงโดย ,  หรือ  มีค่าเท่ากับพลังงานศักย์ไฟฟ้า (มีหน่วยเป็นจูล) ของอนุภาคที่มีประจุใด ๆ ที่ตำแหน่งใด ๆ หารด้วยประจุ (มีหน่วยเป็นคูลอมบ์) ของอนุภาคนั้น เมื่อประจุของอนุภาคได้ถูกหารออกไป ส่วนที่เหลือจึงเป็น "คุณสมบัติ" ของตัวสนามไฟฟ้าเอง 

ค่านี้สามารถคำนวณได้ในสนามไฟฟ้าที่คงที่ (เวลาไม่เปลี่ยน) หรือในสนามไฟฟ้าแบบไดนามิก (เปลี่ยนไปตามเวลา) ในเวลาที่กำหนด และมีหน่วยเป็นจูลต่อคูลอมบ์ (), หรือ volts () ศักย์ไฟฟ้าที่อินฟินิตี้สมมติว่ามีค่าเป็นศูนย์

ศักย์ไฟฟ้าเป็นปริมาณสเกลาร์ เพราะศักย์ไฟฟ้าเป็นพลังงานต่อหนึ่งหน่วยประจุเนื่องจากพลังงานศักย์ไฟฟ้ามีหน่วยเป็นจูล (J) ประจุมีหน่วยเป็นคูลอมบ์ (C) ศักย์ไฟฟ้าจึงมีหน่วยเป็น จูลต่อคูบอมบ์ ซึ่งเรียกว่า โวลต์ (V)

ในกรณีสนามโน้มถ่วงของโลก พลังงานศักย์โน้มถ่วงของวัตถุที่ตำแหน่งต่าง ๆ ขึ้นกับความสูงของวัตถุเมื่อเทียบกับระดับอ้างอิง ซึ่งจะอยู่ที่ระดับดำก็ได้แล้วแต่จะกำหนด และให้ระดับอ้างอิงนี้มีพลังงานศักย์โน้มถ่วงเป็นศูนย์ ในการหาพลังงานศักย์ไฟฟ้าของประจุที่ตำแหน่งต่าง ๆ ก็ต้องกำหนดระดับอ้างอิงเช่นกัน

นอกจากนี้ศักย์ไฟฟ้าแบบสเกลล่าร์ทั่วไปยังถูกใช้ในระบบ electrodynamics เมื่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปตามเวลาปรากฎอยู่ แต่ศักย์ไฟฟ้าทั่วไปนี้ไม่สามารถคำนวนออกมาง่าย ๆ ศักย์ไฟฟ้าและศักย์เวกเตอร์แม่เหล็กรวมเข้าด้วยกันเป็นสี่เวกเตอร์ เพื่อที่ว่าทั้งสองชนิดของศักย์จะถูกนำมาผสมกันภายใต้ Lorentz transformations

บทนำ

กลศาสตร์แบบคลาสสิกจะสำรวจแนวคิด เช่น แรง, พลังงาน, ศักยภาพ และอื่น ๆ แรงและพลังงานศักย์จะเกี่ยวข้องกันเองโดยตรง แรงสุทธิที่กระทำต่อวัตถุใด ๆ จะทำให้วัตถุนั้นมีการเร่งความเร็ว เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ในทิศทางที่แรงเร่งความเร็วมัน พลังงานศักย์ของมันจะลดลง: เช่น พลังงานศักย์ที่เกิดจากโน้มถ่วงของลูกกระสุนปืนใหญ่ลูกหนึ่งที่ด้านบนของเนินเขาจะมีค่ามากกว่าพลังงานศักย์ที่ฐานของเนินเขา เมื่อมันกลิ้งลงเนินมา พลังงานศักย์ของมันก็ลดลงเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนที่ หรือพลังงานเฉื่อย (จลน์) 

มันเป็นไปได้ที่จะกำหนดศักยภาพของสนามพลังบางอย่างเพื่อที่ว่าพลังงานศักย์ของวัตถุหนึ่งในสนามนั้นขึ้นอยู่กับตำแหน่งของวัตถุเมื่อเทียบกับสนามเท่านั้น สองสนามพลังดังกล่าวคือสนามแรงโน้มถ่วงและสนามไฟฟ้า (ในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา) สนามดังกล่าวจะต้องส่งผลกระทบต่อวัตถุเนื่องจากคุณสมบัติที่แท้จริงของวัตถุ (เช่น มวลหรือประจุ) และตำแหน่งของวัตถุ

วัตถุจำนวนมากอาจครอบครองคุณสมบัติที่เรียกว่าประจุไฟฟ้าและสนามไฟฟ้าจะออกแรงบังคับบนวัตถุที่มีประจุนั้น ถ้าวัตถุที่มีประจุมีประจุบวก แรงจะอยู่ในทิศทางของเวกเตอร์สนามไฟฟ้าที่จุดนั้นในขณะที่ถ้าประจุนั้นเป็นลบ แรงจะเป็นไปในทิศทางตรงกันข้าม ขนาดของแรงจะถูกกำหนดโดยปริมาณของประจุคูณด้วยขนาดของเวกเตอร์สนามไฟฟ้า

 อ้างอิง 

หมวดหมู่:แม่เหล็กไฟฟ้า
หมวดหมู่:ไฟฟ้า
หมวดหมู่:ปริมาณทางกายภาพ