Письменно конспект: Потенциал электростатического поля Для определения работы электростатического поля необходимо ввести энергетическую характеристику поля. Воспользуемся для этого тем, что каждой точке поля соответствует определенная потенциальная энергия Wp взаимодействия заряда q с полем. Но эта энергия не является характеристикой поля - она зависит от значения заряда q. Поскольку сила, с которой поле действует на заряд, прямо пропорциональна q, потенциальная энергия Wp также прямо пропорциональна q. Отсюда следует, что отношение Wp/q не зависит от заряда. Поэтому эта величина может служить характеристикой поля в определенной точке. Ее называют потенциалом и обозначают φ. Потенциал электростатического поля в определенной точке - это скалярная величина, характеризующая энергетические свойства поля равен отношению потенциальной энергии Wn электрического заряда, расположенного в этой точке поля, к значению q этого заряда: Если в поле, созданном в вакууме точечным зарядом Q, на расстоянии r находится пробный заряд q, то потенциальная энергия Wn взаимодействия этих зарядов Используя эту формулу, получаем выражение для вычисления потенциала φ поля, созданного точечным зарядом Q, в точках на расстоянии r от этого заряда: Чтобы однозначно определить потенциал в любой точке, сначала необходимо выбрать нулевую точку. За такую точку выбрана «бесконечность», то есть точка, удаленная на очень большое расстояние: φ 0, если r ∞. Если Q 0, то φ 0, а если Q 0, то φ 0. 2. Разность потенциалов Потенциал в некоторой точке может иметь различные значения, связанные с выбором нулевой точки, поэтому важную роль здесь играет не сам потенциал, а разность потенциалов, что не зависит от выбора нулевой точки. Когда в электростатическом поле заряд движется из точки 1 в точку 2, это поле выполняет работу, равную изменению потенциальной энергии заряда, взятому с противоположным знаком: A1-2 = -ΔWn. Таким образом A1-2 = -Wn1 - Wn2. Воспользовавшись выражением Wn = qφ, получаем: Отсюда: Разность потенциалов между двумя точками равна отношению работы поля при перемещении заряда из начальной точки в конечную к этому заряду: В СИ работу выражают в джоулях, а заряд - в кулонах. Поэтому разность потенциалов между двумя точками поля равна 1, если при перемещении заряда в 1 Кл из одной точки в другую электрическое поле выполняет работу в 1 Дж: Напряженность электрического поля равна разности потенциалов, приходящейся на единицу длины вдоль линии напряженности: Для накопления значительных разноименных электрических зарядов применяются конденсаторы. |