電位差

定義

電位差とは、2点間における電気的な位置エネルギーの差を、電荷1Cあたりで表した量である。つまり、電荷をある点から別の点へ移動させるときに、どれだけエネルギーが変化するかを示す。

イメージ

高さの違いによって水が流れるのと同じように、電位差があると電荷は高い電位から低い電位へ移動する。電池はこの「高さの差」を作る装置であり、その差があることで電流が流れる。

数式

電位差 \(V\)（V）は、電荷 \(q\)（C）を移動させるのに必要な仕事 \(W\)（J）との関係で次のように表される。

\[V = \frac{W}{q}\]

ここで、\(V\) は電位差、\(W\) は仕事、\(q\) は電荷である。

ポイント

• 電位差は「エネルギーの差」を電荷で割った量であり、単位はボルト（V）である
• 電位差があると電荷は高い電位から低い電位へ移動する（電流の向きは正電荷基準）
• 電位そのものではなく「差」が重要であり、基準の取り方によって電位の値は変わる