L’energia potenziale elettrica è una misura della quantità di energia elettrica immagazzinata in un determinato luogo o dispositivo, come una batteria. La misura più comune dell’energia potenziale elettrica è il volt. Ciò semplifica tecnicamente l’energia potenziale in potenziale elettrico, con la differenza che viene misurata per unità di carica invece di prendere in considerazione tutte le cariche specifiche. È la quantità di lavoro che può essere eventualmente svolta a causa della posizione o configurazione particolare delle cariche elettriche.
Comprendere l’energia potenziale gravitazionale è un buon modo per iniziare a comprendere l’idea di energia potenziale elettrica. La gravità è una forza che attira tutti i corpi della materia l’uno verso l’altro e l’attrazione gravitazionale della Terra mantiene le cose a terra. Se qualcuno dovesse tenere una roccia di 2.2 libbre (1 kg) a 3.28 piedi (1 m) sopra la Terra, lui o lei starebbero fondamentalmente combattendo la gravità. La forza gravitazionale della Terra cercherebbe di tirare giù quella roccia, e quella forza sulla roccia immobile è energia potenziale gravitazionale, che dipende dalla distanza dalla Terra e dal peso dell’oggetto. L’energia potenziale viene rilasciata quando la roccia viene fatta cadere.
Una carica elettrica può immagazzinare energia allo stesso modo di una roccia tenuta sopra la Terra. Si potrebbe immaginare una sfera di Van de Graff – un dispositivo elettrico che ha una carica positiva all’esterno e che viene spesso utilizzato negli esperimenti scientifici per mostrare cose come l’elettricità statica – e un’altra carica elettrica positiva tenuta lontana dalla sfera. Spingere la carica positiva verso il bordo esterno della sfera richiederebbe una certa quantità di energia per vincere la repulsione elettrica creata dal campo opposto. Questa quantità di energia è l’energia potenziale elettrica, ed è influenzata dalla distanza dalla sorgente del campo elettrico, come una roccia tenuta più al di sopra della Terra ha più energia potenziale gravitazionale. Se la carica trattenuta dalla sfera fosse due volte più potente, avrebbe il doppio dell’energia potenziale, come farebbe una roccia più pesante nell’esempio gravitazionale.
Per semplificare il processo di determinazione dell’energia potenziale elettrica specifica per un determinato oggetto o circuito, il termine viene solitamente semplificato per tenere conto delle diverse cariche. Questa misura è data in joule per coulomb, dove joule è un’unità di energia e coulomb è un’unità di forza elettrica. Ciò significa che una certa posizione all’interno di un campo elettrico avrebbe un potenziale elettrico di 12 joule per coulomb e da questo può essere determinata l’energia potenziale elettrica specifica. Una carica di un coulomb avrebbe 12 joule di energia e una carica di due coulomb ne avrebbe 24.