電位

定義

電位とは、ある点に単位電荷（1 C）を置いたときに、その電荷がもつ位置エネルギーの大きさを表す量である。電場の中での「高さ」のような役割をもち、電荷がどれだけエネルギーをもっているかを示す。

イメージ

電位は、重力の高さに似ている。高いところにある物体ほど重力による位置エネルギーが大きいのと同じように、電位が高い場所にある電荷ほどエネルギーが大きい。電荷は自然に電位の高いところから低いところへ移動する。

数式

電位 \(V\)（V）は、電荷 \(q\)（C）と位置エネルギー \(U\)（J）の関係で次のように表される。

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

ここで、\(V\) は電位（V）、\(U\) は位置エネルギー（J）、\(q\) は電荷（C）である。

また、電位差（電圧）\(V\) は仕事 \(W\)（J）との関係で次のようにも表される。

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

ここで、\(W\) は電荷を移動させるのに必要な仕事（J）である。

ポイント

• 電位は「単位電荷あたりのエネルギー」を表す量である
• 電荷は電位の高いところから低いところへ移動する（正電荷の場合）
• 電位そのものよりも、2点間の差（電位差）が重要になる