Работа электростатического поля по перемещению заряда.
Электростатическое поле - эл. поле неподвижного заряда. Fэл, действующая на заряд, перемещает его, совершая работу. В однородном электрическом поле Fэл = qE - постоянная величина.
Работа поля (эл. силы) не зависит от формы траектории и на замкнутой траектории = нулю.
Потенциальная энергия заряда. Потенциал электростатического поля.
Тело массой m в поле тяжести Земли обладает потенциальной энергией. Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:
A = -(Wp2 - Wp1) = mgh.
Потенциал электростатического поля
-энергитическая характеристика эл. поля. - равен отношению потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду. - скалярная величина, определяющая потенциальную энергию заряда в любой точке эл. поля.
Разность потенциалов. Связь между напряженностью и потенциалом. Эквипотенциальные поверхности.
Разность потенциалов.
Разность потенциалов между обкладками определяется как отношение работы по переносу пробного заряда к величине этого заряда; при этом предполагается, что пробный заряд значительно меньше заряда, находившегося первоначально на каждой из обкладок. Разность потенциалов между двумя точками пространства равна отношению работы, затрачиваемой на перемещение пробного заряда из точки с более низким потенциалом в точку с более высоким потенциалом, к величине пробного заряда. Снова предполагается, что пробный заряд достаточно мал и не нарушает распределения зарядов, создающих измеряемую разность потенциалов. Разность потенциалов V измеряется в вольтах (В) при условии, что работа W выражена в джоулях (Дж), а пробный заряд q – в кулонах (Кл).
Связь между напряженностью и потенциалом
Потенциал является важной характеристикой электрического поля, он определяет всевозможные энергетические характеристики процессов, проходящих в электрическом поле. Кроме того, расчет потенциала поля проще расчета напряженности, хотя бы потому, что является скалярной (а не векторной) величиной. Безусловно, что потенциал и напряженность поля связаны между собой достаточно сложными формулами. Если перемещать единичный заряд даже и в неоднородном эл. поле, то энергия на его перемещение и есть потенциал между точками, между которыми его перемещали. Напряженность - это силовая характеристика эл. поля, а разность потенциалов - энергетическая характеристика эл. поля, поэтому разность потенциалов равна произведению напряженности на перемещение заряда
U=E*S Связь между напряженностью электростатического поля и потенциалом можно выразить с помощью понятия градиента потенциала: E = - grad Ф
Эквипотенциальная поверхность — понятие, применимое к любому потенциальному векторному полю, например, к статическому электрическому полю или к ньютоновскому гравитационному полю. Эквипотенциальная поверхность — это поверхность, на которой скалярный потенциал данного потенциального поля принимает постоянное значение (поверхность уровня потенциала). Другое, эквивалентное, определение — поверхность, в любой своей точке ортогональная силовым линиям поля.