Elektrisches potential

POTENTIALDIFFERENZ

Den elektrischen Zustand in der Umgebung einer elektrischen Ladung können wir durch ein elektrisches Feld darstellen. Hier wird durch ein Kraftfeld für jeden Feldpunkt durch Angabe von Betrag, Richtung und Wirkungslinie eines Feldstärkevektors das Feld charakterisiert. Die Summe all dieser Feldstärkevektoren liefert ein Feldlinienbild. Dieses gibt einen anschaulichen Überblick, sowohl über die Struktur des Raumes, als auch über die Verteilung und Art der Ladungen. In vielen Fällen ist eine so umfangreiche Beschreibung des Feldes nicht erforderlich. Fragen wir nicht nach Kräften, sondern nach den Energiezuständen in den einzelnen Raumpunkten genügt die Darstellung durch ein skalares Feld. Es wird dabei von der Tatsache Gebrauch gemacht, dass die Bewegung einer Ladung in einem elektrischen Feld mit Arbeitsaufwand oder Energiegewinn verbunden ist, welcher vom Weg unabhängig ist. Beziehen wir durch Quotientenbildung den Arbeitsaufwand für den Ladungstransport zu einem bestimmten Raumpunkt  auf die Ladungseinheit, erhalten wir eine Feldgröße. Diese wird als das elektrische Potential bezeichnet.

             
             
   
             
             
             
           
      In einer Wanderkarte sind Höhenlinien eingezeichnet. Diese Linien zeigen Orte gleicher Seehöhe. Der Höhenunterschied von einer Höhenlinie (Potentiallinie) zur anderen beträgt z. B. 50m. Wenn sie einer Höhenlinie entlang gehen verläuft ihr Weg eben. Sie können die potentielle Energie auf welcher sie sich befinden dadurch ändern, dass sie bergauf oder bergab gehen, also von einem niederen Potential auf ein höheres Potential oder umgekehrt. Durchschneidet ihr Weg drei Höhenlinien haben sie 150m Höhenunterschied bewältigt. Dafür mussten sie Arbeit verrichten. Ihr Wandergebiet kann im Flachland oder im Gebirge sein. Das Potential auf welchem sie sich befinden, ist im Gebirge höher als im Flachland.

Potential hat also mit der Arbeitsfähigkeit bzw. mit einem Zustand zu tun, welcher durch Arbeit erreicht wird! Wie viele Höhenmeter schaffen sie an einem Tag? Warum werden sie auch beim bergab gehen müde und spüren ihre Kniegelenke? Und noch etwas zum nachdenken! Wenn sie von einem Ort ausgehend, mit hohem Kraftaufwand einen Berg besteigen und nach einem anstrengenden Tag zum selben Ort wieder zurückkommen, haben sie im physikalischen Sinn keine Arbeit erbracht. Warum? (Siehe auch: Arbeitsbegriff)