Potential Difference and the Earthed Point
Un circuit en 3D avec un vrai piquet de terre enfoncé dans le sol, et un paysage de potentiel flottant au-dessus : une colonne par nœud, s'élevant au-dessus du rail zéro ou pendant en dessous. Déplacez la pince de terre et tout le paysage glisse sans qu'une seule différence ne change ; retirez-la et les potentiels deviennent indéterminables, alors que V_AB vaut toujours 12 V.
Comment utiliser cette simulation
- Appuyez sur Earth at A, Earth at O ou Earth at B pour déplacer le zéro de potentiel dans le circuit
- Appuyez sur No earth pour retirer la référence et voir les colonnes perdre leur assise
- Utilisez la vue de côté pour lire la hauteur des colonnes au-dessus du rail zéro
- Appuyez sur Reset pour ramener la pince de terre à son nœud d'origine
Ce qu’il faut observer
- Déplacer la pince de terre fait glisser toutes les colonnes vers le haut ou le bas de la même quantité
- Toute différence de potentiel du circuit reste inchangée quel que soit l'emplacement de la terre
- Des nœuds peuvent se situer sous le rail zéro, donnant des potentiels négatifs parfaitement ordinaires
- Sans terre les potentiels individuels sont indéterminés, mais les différences ne le sont pas
- Un voltmètre mesure toujours une différence, et c'est pourquoi il n'a jamais besoin de la terre
La physique derrière
Seules les différences de potentiel ont un sens physique, car seule une différence effectue un travail sur une charge : W = qV_AB. Attribuer le zéro à un nœud choisi est un choix libre, et la mise à la terre est simplement la manière habituelle de rendre ce choix explicite. Déplacer la référence ajoute la même constante au potentiel de chaque nœud, si bien que toute différence V_AB = V_A − V_B reste intacte. Sans aucune référence les potentiels individuels n'ont pas de valeur déterminée, tandis que les différences entre eux restent exactement aussi mesurables qu'avant.