Главная | Обратная связь

Робота в електричному полі. Різниця потенціалів

Потенціал електричного поля(φ)- скалярна енергетична характеристика поля, що визначається відношенням потенціальної енергії W_n позитивного заряду q в даній точці поля до величини цього заряду: ,

де потенціальна енергія взаємодії зарядів визначається:

Одиниця потенціалу – вольт, .

Потенціал електричного поля визначають відносно довільно вибраного нульового рівня. На практиці найчастіше за нульовий рівень беруть потенціал точки, що знаходяться у нескінченності (теоретична фізика) або на поверхні Землі (електротехніка).

Еквіпотенціальні поверхні — геометричне місце точок в електричному полі, які мають однаковий потенціал (мал. 72). — один з методів наочного зображення електричних полів. Силові лінії завжди перпендикулярні до еквіпотенціальних поверхонь.

Електричне поле може виконувати роботу по переміщенню заряду. Тому потенціал електричного поля визначається також роботою, яку виконує поле, переміщуючи одиничний позитивний заряд q з даної точки поля в нескінченність (або на поверхню Землі):

.

Робота сил електростатичного поля під час руху електричного заряду по будь-якій замкненій траєкторії дорівнює нулю. Поля, які мають таку властивість, називаються потенціальними.( Гравітаційне і електростатичне поле – потенціальні).

Робота електричних сил залежить не від абсолютних значень потенціалів, а від їх різниці, яка не за­лежить від вибору нульового рівня, на практиці частіше користуються поняттям різниці потенціалів (електричної напруги):

.

Напруга(U)–це величина, яка визначається роботою електричного поля по переміщенню одиничного позитивного заряду між двома точками поля: .

Одиниця різниці потенціалів (напруги) як і потенціалу - вольт: [U]= .

Якщо електричний заряд +q переміщується в однорідному електричному полі вздовжсилової лінії на відстань d, поле виконує роботу: .

Якщо електричний заряд +q переміщується в однорідному електричному полі під кутом α досилової лінії на відстань d, поле виконує роботу:

Оскільки . То з останніх формул випливає зв’язок між напруженістю електричного поля і напругою: .