Jännite ja potentiaali homogeenisessa sähkökentässä
Varatun hiukkasen potentiaalienergian suuruus homogeenisessa sähkökentässä riippuu sähkövarauksen suuruudesta. Jos kahden varauksen suuruudet ovat [[$Q$]] ja [[$2Q$]] ja ne ovat samassa paikassa homogeenisessa sähkökentässä, suuremmalla varauksella on enemmän sähköistä potentiaalienergiaa. Tämä vastaa tilannetta, jossa maanpinnalta nostetaan pöydälle kaksi eri massaista kappaletta. Suurempimassaisella kappaleella on enemmän painon potentiaalienergiaa kuin pienempimassaisella kappaleella.
Varatun hiukkasen sähköinen potentiaalienergia homogeenisessa kentässä on kaavan [[$E_{\text{sp}}=QEd$]] mukainen. Potentiaalienergian määrä yhtä varausyksikköä kohden saadaan jakamalla potentiaalienergian lauseke varauksella [[$Q$]]. Huomataan, että tämä suure on sama kaikille hiukkasille. Kyseessä on homogeenisen sähkökentän potentiaali [[$V$]]:
[[$\qquad V=\dfrac{E_{\text{sp}}}{Q}=Ed$]]
Potentiaali on sähkökentän ominaisuus, eikä se riipu kentässä olevasta varauksesta. Sen yksikkö on voltti (V). Homogeenisessa sähkökentässä potentiaali on nolla potentiaalienergian nollatasolla ja kasvaa, kun siirrytään siltä sähkökentälle vastakkaiseen suuntaan. Potentiaalin suuruutta voidaan esittää graafisesti tasapotentiaaliviivoilla. Ne ovat sähkökentän kenttäviivoille kohtisuoria viivoja, joiden jokaisessa pisteessä potentiaali on yhtä suuri.
Jos tarkastellaan hiukkasen liikettä sähkökentässä, olennaisinta on usein sen potentiaalienergian muutos, eikä niinkään energian suuruus. Vastaavasti potentiaalin muutos kahden pisteen (A ja B) välillä on tärkeä suure. Sitä kutsutaan pisteiden väliseksi jännitteeksi ja merkitään [[$U_{\text{AB}}$]].
[[$\qquad U_{\text{AB}}=\Delta V=V_{\text{B}}-V_{\text{A}}$]]
Tarkastellaan, miten tämä liittyy sähkökentän voimakkuuteen [[$E$]]. Merkitään [[$d_\text{A}$]] ja [[$d_\text{B}$]] pisteiden A ja B etäisyyttä potentiaalin nollatasosta. Hyödyntämällä aiempaa potentiaalin lauseketta [[$V=Ed$]] saadaan lauseke jännitteelle.
[[$\qquad U=\Delta V=V_\text{B}-V_\text{A}=Ed_\text{B}-Ed_\text{A}=E\left(d_\text{B}-d_\text{A}\right)=Ed$]].
Tämän perusteella voidaan edellä käsitelty sähköisen potentiaalienergian muutoksen lauseke ilmaista muodossa
[[$\qquad \Delta E_{\text{sp}}=QEd=QU$]].
Potentiaali ja jännite
Sähkökentän potentiaali on pelkästään sähkökentän ominaisuus ja ilmaisee sähköisen potentiaalienergian [[$E_{\text{sp}}$]] varausyksikköä kohden. Potentiaalin yksikkö on voltti (V).
[[$\qquad V=\dfrac{E_{\text{sp}}}{Q}$]]
Jännite [[$U$]] on kahden pisteen välinen potentiaaliero. Homogeenisessa sähkökentässä jännite on sähkökentän voimakkuuden [[$E$]] ja pisteiden välisen etäisyyden [[$d$]] tulo.
[[$\qquad U=Ed$]]
Varatun hiukkasen sähköisen potentiaalienergian muutos kahden pisteen välillä on varauksen ja pisteiden välisen jännitteen tulo.
[[$\qquad \Delta E_{\text{sp}}=QU$]]
Usein tarkastellaan jännitteen itseisarvoa, jolloin potentiaalienergian muutoksen suunta päätellään erikseen.