Робота по замкнутому контуру

Розглянемо переміщення заряду з точки 1 у точку 2 в електро­статичному полі, створюваному зарядами і .

Очевидно, що під час переміщення заряду з точки 1 у точку 2 і на­зад, була здійснена робота: (1)

Оскільки заряд повернувся в початкову точку, то система зарядів залишилася незмінною, а отже, і поле залишилося без змін. Кожне певне поле має певну енергію. Енергія в даному випадку залишилася не­змінною, а оскільки робота — це міра зміни енергії, то, значить, сумарна робота дорівнює нулю: А=0 (2)

Умови (1) і (2) сумісні лише за умови, що .

Аналогічні міркування можна провести й у випадку, якщо переміща­ти заряд з точки 1 в точку 2 і назад, по інших траєкторіях. На підставі вищевикладених міркувань можна зробити висновки:

1) робота в електростатичному полі не залежить від форми шля­ху, а залежить від положення точок у полі, між якими переміщуєть­ся заряд;

2) робота по будь-якому замкнутому контуру в електростатично­му полі дорівнює нулю.

10. Робота з переміщення заряду в електричному полі.

Використову­ючи загальну формулу роботи , можна обчислити роботу з пе­реміщення заряду вздовж довільної кривої, яка з'єднує точки 1 і 2: , де — проекція переміщення на силову лінію поля. Позначимо її через . Тоді робота сил електричного поля у разі переміщення заряду дорівнює добутку модуля напруженості поля, за­ряду й проекції переміщення на силову лінію:

З цієї формули випливає, що максимальна робота здійснюється в тому випадку, якщо заряд переміщати вздовж силової лінії. У разі переміщен­ня заряду перпендикулярно до силових ліній робота сил електростатич­ного поля дорівнює нулю.

11. Потенціальність електростатичного поля.

Робота будь-якого елек­тростатичного поля у разі переміщення в ньому зарядженого тіла з однієї точки в іншу не залежить від форми траєкторії. По замкнутій траєк­торії робота електростатичного поля завжди дорівнює нулю. Поля, що мають таку властивість, називаються потенціальними. Отже, електро­статичне поле — потенціальне.

Роботу потенціального поля можна виразити через зміну потенціаль­ної енергії. Вона дорівнює зміні потенціальної енергії електричного за­ряду в полі, узятому з протилежним знаком:

Якщо поле здійснює позитивну роботу, то потенціальна енергія зарядженого тіла в полі зменшується (). Одночасно росте його кінетична енергія. На цьому засноване прискорення електронів елект­ричним полем у електронних лампах, телевізійних трубках тощо. І на­впаки, якщо робота негативна, то . Потенціальна енергія рос­те, а кінетична енергія зменшується; частинка гальмується.

Дата добавления: 2014-01-04