Работа сил электростатического поля. Потенциал

Работа сил электростатического поля. Потенциал

Электростатическое поле ‒ это потенциальное поле, т.е. работа по перемещению заряда в этом поле не зависит от формы траектории, а зависит от начальной и конечной координат заряда.

Работа заряда по замкнутой траектории:

Работа по перемещению заряда в электростатическом поле на замкнутой траектории равна нулю!

Из механики: работа консервативных сил равна изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:

С другой стороны

Следовательно

Потенциальная энергия взаимодействия двух зарядов равна

• Если заряды одноименные, то
• Если заряды разноименные, то

Потенциальная энергия взаимодействия зарядов

Потенциальная энергия взаимодействия равна сумме потенциальных энергий всех пар взаимодействующих зарядов

Потенциал

Т.о. величина

• Не зависит от величины заряда, который мы помещаем в электрическое поле;
• Но зависит от параметров электрического поля

• От напряженности поля От координаты точки поля
• От напряженности поля
• От координаты точки поля

Потенциал

Потенциал электростатического поля ‒ это скалярная физическая величина, равная отношению потенциальной энергии, которой обладает точечный заряд в данной точке поля, к величине этого заряда.

Потенциал ‒ это энергетическая характеристика электрического поля.

Потенциал сферы

• , если
• , если

Свойства потенциала

• Потенциал (как и потенциальная энергия) зависит от выбора нулевого уровня

• За нулевой потенциал в технике выбирают:
• За нулевой потенциал в технике выбирают:

• Потенциал поверхности Земли Потенциал проводника, соединенного с Землей (заземленный) За нулевой уровень потенциала в физике принимается любая точка, бесконечно удаленная от зарядов, создающих поле
• Потенциал поверхности Земли Потенциал проводника, соединенного с Землей (заземленный)
• Потенциал поверхности Земли
• Потенциал проводника, соединенного с Землей (заземленный)
• За нулевой уровень потенциала в физике принимается любая точка, бесконечно удаленная от зарядов, создающих поле
• Если электрическое поле создано: Зарядом , то потенциал этого поля Зарядом , то потенциал этого поля
• Зарядом , то потенциал этого поля
• Зарядом , то потенциал этого поля
• Принцип суперпозиции: потенциал поля, созданного несколькими зарядами, в некоторой точке пространства равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемых в этой точке каждым из зарядов в отдельности.

Эквипотенциальные поверхности

Эквипотенциальные поверхности (линии) ‒ поверхности (линии) равного потенциала.

Вопросы для закрепления

• Что понимают под работой электростатического поля?
• Запишите формулу работы электростатического поля по перемещению в нем заряда
• Как связано изменение потенциальной энергии электростатического поля с совершаемой им работой?
• От чего зависит работа по перемещению заряда из одной точки поля в другую?
• Чему равна работа электростатического поля по перемещению заряда по замкнутому контуру?
• Какие поля называют потенциальными?
• Как понимать выражение «электростатическое поле потенциально»?
• Что называют потенциалом электростатического поля?
• По какой формуле можно определить потенциал электростатического поля?
• В чем отличие потенциала электростатического поля от напряженности поля?
• Какие поверхности называют эквипотенциальными?
• Могут ли эквипотенциальные линии пересекаться?

Домашнее задание