La caduta potenziale, detta anche caduta di tensione, è la differenza di potenza tra due punti dello stesso sistema. Il materiale conduttivo ha una resistenza intrinseca al flusso elettrico. Quando la corrente si muove attraverso il conduttore, questa resistenza trasforma parte dell’energia elettrica potenziale in calore. La quantità di perdita è la quantità di cui cambia la potenza elettrica potenziale tra le due estremità del conduttore o la caduta di potenziale. Sebbene questa caduta sia indesiderabile in molte parti di un sistema elettrico, è molto importante per altre parti.
In un semplice filo, la caduta di potenziale si basa esclusivamente sulla resistenza del conduttore. Quando la corrente si muove attraverso il filo, una determinata quantità di energia viene trasformata in calore. Questa è generalmente una proprietà nota del conduttore, il che significa che è semplice trovare la caduta potenziale semplicemente sapendo quanto è lungo e spesso il filo. Mentre lievi impurità nel conduttore o irregolarità nella tensione alterano questo valore, generalmente si tratta solo di una differenza trascurabile.
Quando si trasferiscono grandi quantità di tensione, il potenziale calo è un grosso problema. Se il 50% dell’elettricità trasmessa a un quartiere scomparisse semplicemente, l’azienda elettrica avrebbe un grosso problema. I clienti potrebbero non avere abbastanza energia per le loro case e le loro aziende e le tariffe dovrebbero aumentare per compensare la perdita di energia.
Il modo più semplice per limitare la caduta potenziale è semplicemente aumentare il diametro del filo. Maggiore è il diametro, maggiore è lo spazio che l’energia ha per muoversi attraverso il sistema, con conseguente minore dispersione di elettricità in calore. Anche se fino a un certo punto funziona bene, è una misura passiva e spesso le misure attive sono più efficienti. Questi di solito si concentrano sull’utilizzo di tensioni iniziali più elevate e sulla riduzione delle distanze tra i carichi di potenza.
Un uso secondario della caduta potenziale è utilizzato nella fluidodinamica. Questo uso descrive una situazione quasi identica al significato elettrico, così come si applica ai tubi e al fluido. L’uso fluidico è la differenza tra le pressioni di un fluido in due punti diversi di un sistema.
In entrambi i casi, il potenziale è la descrizione di ciò che l’energia ha la capacità di fare piuttosto che di ciò che sta facendo. Quando l’elettricità viene persa per resistenza, perde energia potenziale; essenzialmente l’elettricità ha meno capacità a un’estremità di un filo rispetto all’altra. Quando si descrive la pressione del fluido, anche il liquido ha meno energia potenziale. Poiché ha una pressione più bassa, richiede più liquido per svolgere lo stesso compito di un fluido con una pressione più alta.