Print deze pagina

Potentiaal

Potentiaal is de hoeveelheid energie per eenheid lading.

Vergelijk het maar met water. Als een liter water één meter naar beneden stroomt dan komt daar een bepaalde hoeveelheid energie bij vrij. Vergroot je het hoogteverschil, dan zal diezelfde liter water meer arbeid kunnen verrichten. Een twee keer zo groot hoogteverschil betekent ook twee keer zoveel energie.

Zo werkt het met elektrische potentiaal ook. Elke geleider heeft op elk moment een bepaalde potentiaal. Als je twee geleiders met elkaar in aanraking brengt, zal er een stroom gaan lopen van de hogere potentiaal naar de lagere, net zolang tot de potentialen gelijk zijn (en het potentiaalverschil dus 0 is)

Een batterij heeft twee aansluitingen (polen). De (+)pool  (pluspool) heeft een hogere potentiaal dan de (-)pool (minpool). Als je er een geleider tussen aanbrengt zal er dus een stroom gaan lopen van de hogere naar de lagere potentiaal. Andersgezegd, er loopt een stroom van de (+)pool naar de (-)pool (en zoals eerder opgemerkt, de fysieke electronen lopen de andere kant op).

Bij een batterij wordt dat potentiaalverschil veroorzaakt door een chemische reactie in de batterij. Ookal gaat er een stroom lopen, zolang de chemische reactie niet is uitgewerkt, blijft het potentiaalverschil in stand (we zullen wel zien dat de spanning om verschillende redenen zal zakken).

De elektrische potentiaal wordt uitgedrukt in volt (V). Omdat je potentiaal niet objectief kunt meten, moet je het ergens mee kunnen vergelijken. We hebben daarom de potentiaal van de Aarde op 0 gesteld. Elke geleider die met de Aarde in contact wordt gebracht, krijgt daarom een potentiaal van 0 volt. Daar komt ook de uitdrukking "aarden" vandaan.

Het verschil in potentiaal van de polen van een batterij wordt ook uitgedrukt in volt. Wat de potentialen zelf zijn doet er niet toe, voor het resultaat telt alleen het verschil.

Vergelijk het met twee verbonden watervaten op verschillende hoogte. De mate waarin het water gaat stromen hangt alleen af van het hoogteverschil van de vaten, niet van de hoogte zelf. Het maakt dus niet uit of vat A op 5 meter staat en vat B op 4 meter, of dat vat A op 2 meter staat en vat B op 1 meter. Het hoogteverschil is in beide gevallen hetzelfde.

Opmerking: een negatieve potentiaal kan ook. Sterker nog: die komt net zovaak voor als een positieve potentiaal.

Ten gevolge van een potentiaalverschil gaat er dus lading stromen. Hoe meer lading er is gestroomd, hoe meer energie daarbij vrijkomt. Maar ook: hoe groter het potentiaalverschil dat de lading heeft doorlopen, hoe meer energie daarbij vrijkomt.

De hoeveelheid energie die vrijkomt is: lading x potentiaalverschil.

De energie (E) wordt uitgedrukt in joule (J), de lading (Q) in coulomb (C) en het potentiaalverschil (U) in volt (V).

Voorbeeld: een batterij van 9 V pompt een lading rond van 10 C. De energie die daarbij vrijkomt is:

E = Q x U

E = 10 x 9

E = 90 J.


Previous page: Lading
Volgende pagina: Spanning