Электричество и магнетизм. Эу_Э. Учебник по физике кгтукхти. Кафедра физики. Старостина И. А., Кондратьева О. И., Бурдова Е. В. Для перемещения по тексту электронного учебника можно использовать
 Скачать 1.52 Mb.
|
1.12. Потенциальная энергия и потенциал электростатического поля.Из раздела динамики известно, что любое тело (точка), находясь в потенциальном поле, обладает запасом потенциальной энергии Wп, за счет которой силами поля совершается работа. Работа консервативных сил сопровождается убылью потенциальной энергии A=Wп1-Wп2 . Используя формулу работы силы электростатического поля по перемещению заряда, получим  . Отсюда следует, что потенциальная энергия точечного заряда q0 в поле заряда q равна , где С - произвольная постоянная. Принято считать, что при r потенциальная энергия обращается в ноль и тогда С=0, а  . Из формулы следует, что потенциальная энергия взаимодействия одноименных зарядов положительная и разноименных - отрицательная.Если поле создано системой зарядов q1, q2, ..., qn, то потенциальная энергия заряда q0 равна  . Из полученных выражений видно, что потенциальная энергия заряда q0 зависит от его величины и поэтому не может служить энергетической характеристикой данной точки поля.Отношение потенциальной энергии заряда q0 к его величине является постоянным для данной точки поля и уже не зависит от величины q0. Поэтому  может служить характеристикой поля и называется потенциалом электростатического поля . Потенциал поля - скалярная физическая величина, энергетическая характеристика поля, определяемая потенциальной энергией единичного положительного заряда, помещенного в эту точку.Для одиночного заряда q получаем выражение для потенциала поля на расстоянии r от него  .Ранее было записано  . Так как  и  , то  и  . Отсюда можно видеть связь между работой в электрическом поле и потенциалами поля. Разность потенциалов двух точек поля определяется работой сил поляпри перемещении единичного положительного заряда из точки 1 в точку 2.Если заряд q0 перемещать из какой-либо точки поля за его пределы, то r2, Wп.2=0 и 2=0. Тогда работа  по перемещению заряда q0 в бесконечность равна  ,  .Отсюда следует, что потенциал точки поля численно равен работе, совершаемой электрическими силами при перемещении единичного положительного заряда из данной точки поля в бесконечность. Потенциал точки поля системы зарядов q1,q2,...,qn равен алгебраической сумме потенциалов полей всех этих зарядов:  . Единицей потенциала является Вольт (1В=1Дж/1Кл). |