Différence de Potentiel Électrique
La différence de potentiel électrique, notée V (ou parfois φ), est une quantité physique scalaire décrivant l’énergie potentielle d’une charge électrique unitaire dans un champ électrostatique. Elle est définie comme la quantité d’énergie de travail nécessaire pour déplacer une unité de charge électrique d’un point de référence à un point spécifique dans un champ électrique. La formule pour le potentiel électrique en un point a est exprimée par : Va = Ua/q.
Cette notion est fondamentale pour comprendre les phénomènes électriques, bien que seules les différences de potentiel énergétique soient mesurables. Ces différences sont mesurées à l’aide d’un voltmètre. La différence de potentiel entre deux points est égale à la quantité de travail requise pour déplacer une charge d’essai positive unitaire entre ces points. Lorsque la force électrique effectue un travail positif sur une charge, l’énergie cinétique augmente et l’énergie potentielle diminue. La différence d’énergie potentielle, Ub — Ua, est égale à l’opposé du travail, Wba, effectué par le champ électrique lors du déplacement de la charge de a à b.
À propos de la Différence de Potentiel Électrique
En système international d’unités (SI), le potentiel électrique est exprimé en joules par coulomb (J⋅C−1), ou en volts (V). Pour les circuits électriques, la différence de potentiel électrique est connue sous le nom de tension. Elle représente la différence de potentiel électrique entre deux points d’un circuit électrique. Le potentiel électrique peut être généralisé à l’électrodynamique, de sorte que les différences de potentiel électrique entre les points soient bien définies même en présence de champs variant dans le temps.
Dans ce cas général, la différence de potentiel entre deux points a et b est donnée par l’intégrale curviligne du vecteur E. Le potentiel en un point donné peut être trouvé en déterminant d’abord E, puis en effectuant cette intégrale.
Analogie avec le Potentiel Gravitationnel
Il est important de noter qu’une différence de potentiel électrique est analogue à une différence de potentiel gravitationnel. Dans ce dernier cas, une force est exercée sur des objets ayant une masse. Les charges subissent une force lorsqu’il y a une différence de potentiel électrique. La direction de la force dépend du signe de la charge. Le champ électrique E est analogue à g, que nous appelons l’accélération due à la gravité mais qui est en réalité le champ gravitationnel.
Questions Fréquemment Posées
Qu’est-ce que le potentiel électrique ?
Le potentiel électrique, noté V (ou parfois φ), est une quantité physique scalaire décrivant l’énergie potentielle d’une charge électrique unitaire dans un champ électrostatique. La formule est : Va = Ua/q.
Quelle est l’analogie avec le potentiel électrique ?
Une différence de potentiel électrique est analogue à une différence de potentiel gravitationnel. Le champ électrique E est analogue à g, qui représente l’accélération due à la gravité.
Qu’est-ce qui est important pour le potentiel électrique ?
Bien que le concept de potentiel électrique soit utile pour comprendre les phénomènes électriques, seules les différences de potentiel énergétique sont mesurables, mesurées avec un voltmètre.
