Перейти к содержанию

Чем отличается напряжение от потенциала?

Обновлено Редакция GAW

Потенциал и напряжение измеряются в одних единицах — вольтах, — но отвечают на разные вопросы. По определению OpenStax, потенциал — это потенциальная энергия заряда в точке, делённая на заряд: V = U / q. Он всегда отсчитывается от какой-то опорной точки. Напряжение — разность потенциалов двух точек, и «напряжение» — это обиходное название именно разности потенциалов.

ВеличинаЧто этоЗависит от выбора нуля
Потенциал точкиэнергия единичного заряда относительно опорной точкида
Напряжение (разность потенциалов)разность потенциалов двух точек, UAB = VA − VBнет

Пример со схемой

Пусть на одном выводе резистора потенциал 5 В, на другом — 3,3 В относительно общего провода. Напряжение на резисторе:

U=VA−VB=5 В−3,3 В=1,7 В.U = V_A - V_B = 5\ \text{В} - 3{,}3\ \text{В} = 1{,}7\ \text{В}.

Если за ноль принять не общий провод, а, скажем, шину 3,3 В, потенциалы станут 1,7 В и 0 В — но напряжение на резисторе останется тем же 1,7 В. Физический смысл имеет только разность: она определяет ток и работу, которую поле совершает над зарядом, 1 В = 1 Дж/Кл.

Как это измеряют

Вольтметр всегда подключают к двум точкам — он показывает разность потенциалов, как разобрано в ответе «Как измерить напряжение мультиметром?». «Потенциал точки» в схеме — это напряжение между ней и общим проводом, который принимают за ноль; на печатной плате общий провод часто делают сплошным полигоном земли. Сумма напряжений по замкнутому контуру равна нулю — это второй закон Кирхгофа из статьи «Законы Кирхгофа». Чем напряжение отличается от тока — в ответе «Чем отличается напряжение от тока?».

Похожие вопросы

Разность потенциалов и напряжение — одно и то же?

Да, в электротехнике это одна величина: OpenStax называет «напряжение» обиходным названием разности потенциалов, а брошюра SI — вольт единицей разности электрических потенциалов. Отличается только потенциал отдельной точки: он имеет смысл лишь относительно выбранного нуля.

Что значит «потенциал вывода 3,3 В»?

Что напряжение между этим выводом и общим проводом схемы — 3,3 В. В электронике потенциалы почти всегда отсчитывают от общего провода (GND): его принимают за ноль, и тогда потенциал точки совпадает с напряжением между ней и землёй схемы.

Почему птица на проводе не получает удар током?

Потому что ток определяет разность потенциалов, а не сам потенциал. Обе лапки птицы на одном проводе почти при одном потенциале, напряжение между ними ничтожно, и ток через птицу практически не идёт, хотя потенциал провода относительно земли высокий.

Источники

  1. OpenStax. University Physics Volume 2, section 7.2: Electric Potential and Potential Difference — электрический потенциал — потенциальная энергия на единицу заряда, V = U / q, отсчитывается от опорной точки; разность потенциалов VB − VA — изменение потенциальной энергии заряда при переносе из A в B, делённое на заряд; единица — джоуль на кулон, вольт: 1 В = 1 Дж/Кл; «напряжение» — обиходное название разности потенциалов, и любое значение напряжения означает разность потенциалов между двумя точками
  2. BIPM. The International System of Units (SI), 9th edition 2019 (V4.01, June 2026) — табл. 4: вольт — единица разности электрических потенциалов, V = W/A, во многих странах её называют напряжением

Нашли ошибку?

Смотрите также