!مقدمه
فرض کنید جسمی بر روی زمین قرار دارد. اگر این جسم را برداشته و در جایی به ارتفاع h قرار دهیم، در این حالت گفته می‌شود که جسم دارای ((انرژی پتانسیل)) است. این انرژی به هنگام سقوط جسم به ((انرژی جنبشی)) تبدیل می‌شود. از آنجا که ((نیروی گرانشی)) و ((نیروی کولنی)) هر دو از نوع نیروهای عکس مجذوری هستند، بنابراین می‌توان انتظار داشت که در مورد متناظر الکتروستاتیکی ((جرم)) ، یعنی ((بار الکتریکی)) نیز بتوانیم یک ((انرژی پتانسیل الکتریکی)) نسبت دهیم که مقدارش برای یک بار آزمون معین فقط به محل بار در میدان بستگی داشته باشد.

انرژی پتانسیل نه تنها به طبیعت ((میدان الکتریکی)) که بار نقطه‌ای در آن قرار دارد، بلکه به بزرگی بار نیز بستگی دارد. از طرف دیگر ، انرژی پتانسیل یکای بار در هر نقطه از میدان مقدار یگانه‌ای دارد که مستقل از بزرگی بار آزمون است. این کمیت را ''پتانسیل الکتریکی'' می‌گویند.
!رابطه انرژی پتانسیل الکتریکی
هر گاه دو بار الکتریکی {TEX()} {q_1} {TEX} و {TEX()} {q_2} {TEX} که یکی مثبت و دیگری منفی فرض می‌شوند، به فاصله r از یکدیگر قرار گیرند، برای دور کردن آنها از یکدیگر باید انرژی مصرف کنیم، ولی اگر دو بار {TEX()} {q_1} {TEX} و {TEX()} {q_2} {TEX} هر دو مثبت یا هر دو منفی باشند، در موقع دور شدن آنها از یکدیگر انرژی تولید می‌شود. در حالت اول انرژی مصرف شده سبب افزایش انرژی پتانسیل دو بار الکتریکی نسبت به یکدیگر شده و در حالت دوم انرژی پتانسیل دو بار الکتریکی نسبت به هم کاهش پیدا می‌کند.

این امر دقیقا مانند انرژی پتانسیل گرانشی است، یعنی اگر جسمی بر خلاف ((میدان گرانشی زمین)) حرکت کند (مانند بلند کردن یک جسم از روی زمین) بر انرژی پتانسیل جاذبه‌ای آن افزوده می‌شود. در اینجا نیز بار الکتریکی اگر در خلاف جهت میدان الکتریکی حرکت کند، بر انرژی پتانسیل الکتریکی آن افزوده می‌شود. به بیان دیگر ، ''انرژی پتانسیل جسم باردار در هر نقطه از میدان الکتریکی ، برابر ((کار|کاری)) است که باید انجام شود تا بار مورد نظر از فاصله بینهایت دور و در خلاف جهت نیروهای وارد بر آن در اطراف میدان ، به نقطه مورد نظر منتقل شود.''
!((اختلاف پتانسیل الکتریکی))
اگر انرژی پتانسیل در نقطه A را با {TEX()} {U_A} {TEX} و انرژی پتانسیل در نقطه B را با {TEX()} {U_B} {TEX} نشان دهیم، در این صورت اختلاف انرژی پتانسیل بین این دو نقطه به صورت {TEX()} {∆U = U_B - U_A} {TEX} خواهد بود و چون پتانسیل الکتریکی را به صورت انرژی پتانسیل یکای بار تعریف کردیم، لذا اختلاف پتانسیل بین این دو نقطه به صورت {TEX()} {∆V = V_B - V_A} {TEX} خواهد بود. به بیان دیگر ، می‌توان اینگونه گفت که اگر در منقطه‌ای که A و B قرار دارند، یک میدان الکتریکی وجود داشته باشد، باید روی بار آزمون مثبت که با {TEX()} {q_0} {TEX} نشان می‌دهیم، کار {TEX()} {W_AB} {TEX} را انجام دهیم تا بتوانیم آنرا از نقطه A به نقطه B منتقل کنیم. یعنی:

::{TEX()} {∆V = V_B - V_A = \frac{-W_AB}{q_0}} {TEX}::

در حالت کلی اگر بخواهیم در یک میدان الکتریکی بار الکتریکی به اندازه q را از بینهایت به نقطه‌ای واقع در میدان منتقل کنیم، باید کاری به اندازه {TEX()} {V = \frac{-W}{q}} {TEX} انجام دهیم. پتانسیل بینهایت به عنوان یک نقطه مرجع برابر صفر اختیار می‌شود. اختلاف پتانسیل یک ((کمیت نرده‌ای)) است و علامت منفی در عبارت فوق نشان دهنده این مطلب است که ما این کار را بر روی ذره باردار انجام می‌دهیم و در آن ذخیره می‌شود.
!مشخصات پتانسیل الکتریکی
*پتانسیل الکتریکی یک ((کمیت نرده‌ای|کمیت اسکالر)) یا عددی است. یعنی در هر نقطه فقط با مقدارش مشخص می‌شود. بنابراین اگر چندین ((بار الکتریکی)) داشته باشیم، برای تعیین پتانسیل الکتریکی حاصل از آنها در یک نقطه ، به راحتی می‌توانیم پتانسیل حاصل از تمام بارها را با هم جمع کنیم.


*از آنجا که پتانسیل الکتریکی را به صورت انرژی پتانسیل یکای بار تعریف کردیم، لذا یکای پتانسیل باید به صورت نسبت یکای ((انرژی)) یا کار بر یکای بار الکتریکی باشد و چون یکای انرژی یا کار ، ژول و یکای بار الکتریکی کولن است، لذا یکای پتانسیل الکتریکی ژول بر کولن خواهد بود که با نماد J/c نشان می‌دهند. این ترکیب یعنی J/c به خاطر کاربرد زیادی که دارد، برای معرفی آن از یکای خاصی به نام ''ولت'' (با علامت اختصاری v) استفاده می‌شود.

ولت واژه آشنایی است و در لامپ‌های روشنایی ، وسایل الکتریکی ، خطوط انتقال برق و باتریهای اتومبیل یا رادیو بکار می‌رود. هنگامی که سیمهای یک ((ولت‌سنج)) را بین دو نقطه از یک ((مدار الکتریکی)) وصل می‌کنیم، می‌خواهیم اختلاف پتانسیل میان آن دو نقطه را اندازه بگیریم. پتانسیل الکتریکی که بر حسب ولت و انرژی پتانسیل که بر حسب ژول اندازه‌گیری می‌شوند، کمیتهاثی کاملا متفاوتی هستند و نباید آنها را با هم اشتباه کرد.
!رابطه بین شدت میدان الکتریکی و پتانسیل الکتریکی
هرگاه نیرویی از طرف میدان الکتریکی بر بار q وارد شود و آن را از نقطه A به نقطه B منتقل کند، کار انجام یافته (W) برابر است با اختلاف پتانسیل بین این دو نقطه از میدان در اندازه بار الکتریکی یعنی {TEX()} {V_B - V_A = {W \over q}} {TEX} است، اما نیرویی که بر این بار الکتریکی در میدان الکتریکی وارد می‌شود، {TEX()} {F = Eq} {TEX} می‌باشد. برای خنثی کردن این نیرو لازم است نیرویی مساوی و در خلاف جهت بر آن اثر کند و کار این نیرو برابر است با:

::{TEX()} {W = Eqd} {TEX}::

بنابراین می‌توان رابطه بین اختلاف پتانسیل و میدان الکتریکی را به صورت {TEX()} {V_A - V_B = E.d} {TEX} نوشت. چنانکه نقطه A در بینهایت فرض شود، در این صورت {TEX()} {V_A = 0} {TEX} بوده و {TEX()} {E = {V \over d}} {TEX} خواهد بود. بنابراین اگر یکای پتانسیل الکتریکی را ولت و یکای فاصله d را متر در نظر بگیریم، در این صورت واحد یا یکای میدان الکتریکی را می‌توان ''ولت بر متر'' بیان کرد.
!الکترون ولت
در قلمرو دنیای اتمی و زیر اتمی از واحد ''الکترون ولت'' برای انرژی استفاده می‌شود. حال که مفهوم انرژی پتانسیل و پتانسیل الکتریکی را معرفی کردیم، می‌توانیم الکترون ولت را به صورت انرژی برابر با مقدار کار لازم برای حرکت دادن یک بار بنیادی e یعنی بار الکتریکی ((الکترون)) یا ((پروتون)) ، تحت اثر اختلاف پتانسیل یک ولت تعریف کنیم. یعنی چون یک ولت برابر با یک ژول بر کولن است، لذا یک الکترون ولت یکای انرژی خواهد بود:

::{TEX()} {∆V = {J \over e} \Rightarrow 1ev = e∆V} {TEX}::

مقدار این کمیت را می‌توان برحسب ژول محاسبه کرد. یعنی:

::{TEX()} {1ev = (1.6 x 10^-19 c)(1 J/c) = 1.6 x 10^-19 J} {TEX}::


!مباحث مرتبط با عنوان
*((اختلاف پتانسیل الکتریکی))
*((انرژی))
*((انرژی پتانسیل الکتریکی))
*((بار الکتریکی))
*((کار))
*((کمیت برداری))
*((کمیت نرده‌ای))
*((میدان الکتریکی))
*((نیروی کولنی))
*((ولت‌سنج))