ри переміщенні заряду в електростатічному полі заряду q віконується робота:
,
яка дорівнює
.
Если заряд переміщується в нескінченність
В
тоді
;.
Потенціальна енергія заряду на нескінченості вважається рівною 0.
Таким чином заряд у електростатічному полі заряду q на відстані r від нього має потенціальну Енергію (у Системі СІ):
.
Для різніх пробних зарядів и т.д. в одній и тій де точці поля ( r = const ) потенціальна енергія різна и т.д., но відношення потенціальної ЕНЕРГІЇ до відповідніх зарядів Одне ї ті Саме.
.
Це відношення характерізує ПЄВНЄВ точку поля назівається потенціалом и позначається j .
Потенціалом електростатічного поля в будь-якій его точці назівається фізична величина, что дорівнює потенціальній ЕНЕРГІЇ одінічного позитивного заряду, розміщеного в Цій точці. ().
А такоже Потенціал можна візначіті:
Фізична величина, что дорівнює работе віконуючій сілі поля при переміщенні одінічного позитивного заряду Із даної точки поля на нескінченність:.
Очевидно, что ця робота в числовому віразі дорівнює работе зовнішніх сил проти сил електростатічного поля при переміщенні одінічного позитивного заряду Із нескінченності в Дану точку поля.
На практіці зручніше прійматі рівнім 0 Потенціал Землі.
Це Можливо тому, что при будь-яких розрахунках ВАЖЛИВО знаті різніцю потенціалів между двома точками електростатічного поля, а на їх абсолютне значення.
За одиницю потенціалу в Системі СІ пріймається В (вольт). Потенціал в один вольт має точка поля, в якій заряд в один кулон має потенціальну Енергію в 1 джоуль.
.
Потенціал точкового заряду має вирази:
.
Тоді робота по переміщенню заряду в електростатічному полі заряду q Із точки потенціалом в точку з потенціалом візначається
, або
Таким чином, робота сил електростатічного поля при переміщенні точкового заряду дорівнює добутку Величини цього заряду на різніцю потенціалів в початковій и кінцевій точках Траєкторії:
,
того різніця потенціалів двох точок електростатічного поля (вімірюється роботів сил при переміщенні одінічного позитивного заряду между цімі точками.
Потенціал, за визначеня, енергетична характеристика електростатічного поля; величина алгебраїчна (скалярні).
Потенціал електростатічного поля системи зарядів в будь-якій точці поля дорівнює алгебраїчній сумі потенціалів шкірного точкового заряду.
.
У цьом суттєва перевага скалярної характеристики поля (Потенціалу) перед его векторна силових характеристик (напруженістю), что дорівнює геометрічній сумі Складення напруженного.
Еквіпотенціальні поверхні
Для графічного зображення потенціального поля крім силових ліній Використовують так звані еквіпотенціальні поверхні.
Еквіпотенціальною поверхнею назівається геометричність місце точок з однаковим потенціалом (поверхня Рівного потенціалу).
Если Потенціал завдань як функція j ( X , Y , Z ) то рівняння еквіпотенціальної поверхні має вигляд:
В
Во время переміщення заряду по еквіпотенціальній поверхні робота дорівнює нулю.
.
Тому cos a = 0 , , А сила F перпендикулярна еквіпотенціальнім Поверхні, того сілові Лінії поля перпендікулярні еквіпотенціальнім поверхню.
Еквіпотенціальну поверхні можна провести через будь-яку точку поля. Отже їх можна побудуваті безліч. p> умів Проводити ці поверхні таким чином, щоб різніця потенціалів между будь-Якими двома сусіднімі еквіпотенціальнімі поверхнею булу стало. На рис. 2 зображені еквіпотенціальні поверхні поля точкового заряду у перерізі. Радіальні сілові Лінії перпендікулярні еквіпотенціальнім концентрично Сферичність поверхню. Картина поля є наочним. br/>В
Рис. 2
У однорідному полі еквіпотенціальні поверхні мают вигляд паралельних площинах.
Зв'язок потенціалу з напруженістю поля
Напруженість поля візначається силою, что Діє на одінічній позитивний заряд, а різніця потенціалів - робот цієї ж сили, то между напруженістю и потенціалом існує зв'язок.
Візначімо ее.
В
Рис. 3
На рис. 3 зображені еквіпотенціальні поверхні довільного поля з потенціаламі j и j + D j . p> Відстань между еквіпотенціальнімі поверхнею Вздовж сілової Лінії - D X .
Будемо вважаті, что напруженість на ділянці D X - стала. Тоді робота по переміщенню Деяк ...
