电势是物理学中一个重要的概念，它描述了电荷分布对电路的影响。在电场中，电场强度 \(E\) 与电场力 \(F\) 的方向一致；而在电压作用下，电流密度 \(J\) 与外加电压 \(V\) 的方向一致。 例如，在电子元件中，当一个电源的两端加上电压 \(U = V\)时，就会产生一个等效的电势差 \(\overline{E}\)。这个电势差可以用来计算任何两点间的电位差 \(U_{\text{out}} - U_{\text{in}}\)。 这种电势差与电场强度和电流密度有关： - 电场强度 \(\overline{E} = \frac{F}{q}\)，其中 \(q\) 是每个电荷的电量。 - 电流密度 \(\rho = \frac{I}{A}\) ，即每平方厘米内通过的电流面积，\(\rho = I \cdot A / (4\pi d^2)\)，这里 \(d\) 是半径。 在实际应用中，电势差是相对地面上任意一点计算的。例如，在一个均匀带电体周围的电场中，如果从某点 \(A\) 开始沿着任意方向量取到 \(\overline{E}\)，则该点处的电势差为 \(\overline{E} = \frac{\rho}{\epsilon_0}\)。 这表明，电势差在不同路径上可以相互抵消，从而使得电场的总能量不变。这就是为什么在理想情况下，一个带电体周围的电场是保守力场，并且任何途径从一点到另一点的电磁场都能被平衡掉的道理。