Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Потенциал электростатического поля. Тело, находящееся в потенциальном поле сил, обладает потенциальной энергией, за счет которой силами поля совершается работа

Тело, находящееся в потенциальном поле сил, обладает потенциальной энергией, за счет которой силами поля совершается работа. Как известно, рабо­та консервативных сил совершается за счет убыли потенциальной энергии. По­этому работу сил электростатического поля можно представить как разность потенциальных энергий, которыми обладает точечный заряд Q0 в начальной и конечной точках поля заряда Q:

, (1.15)

откуда следует, что потенциальная энергия заряда Q0 в поле заряда Q равна

.

Она определяется не однозначно, а с точностью до произвольной постоянной С. Если считать, что при удалении заряда в бесконечность (r→∞) потенциальная энергия обращается в нуль (U=0), то С=0 и потенциальная энергия заряда Q0, находящегося в поле заряда Q на расстоянии г от него, равна

. (1.16)

Для одноименных зарядов QoQ>0 и потенциальная энергия их взаимодей­ствия (отталкивания) положительна, для разноименных зарядов QoQ<0 и по­тенциальная энергия их взаимодействия (притяжения) отрицательна.

Если поле создается системой п точечных зарядов Qi, Q2,, Qn, то работа электростатических сил, совершаемых над зарядом Qo, равна алгебраической сумме работ сил, обусловленных каждым из зарядов в отдельности. Поэтому потенциальная энергия U заряда Qo, находящегося в этом поле, равна сумме его потенциальных энергий Uj, создаваемых каждым из зарядов в отдельности:

. (1.17)

Ил формул (1.16) и (1.17) вытекает, что отношение — не зависит от Q0 и является поэтому энергетической характеристикой электростатического поля, называемой потенциалом:

. (1.18)

Потенциал φ в какой-либо точке электростатического поля есть фи­зическая величина, определяемая потенциальной энергией единичного положи­тельного заряда, помещенного в эту точку.

Из формул (1.18) и (1.19) следует, что потенциал поля, создаваемого то­чечным зарядом Q, равен

. (1.19)

Работа, совершаемая силами электростатического поля при перемещении заряда Qo из точки 1 в точку 2 (см. (1.15), (1.18), (1.19)), может быть представ­лена как

, (1.20)

т.е. равна произведению перемещаемого заряда на разность потенциалов в на­чальной и конечной точках. Разность потенциалов двух точек 1 и 2 в электростатическом поле определяется работой, совершаемой силами поля при перемещении единичного положительного заряда из точки 1 в точку 2.

Если перемещать заряд Q0 из произвольной точки за пределы поля, т.е. в бесконечность, где по условию потенциал равен нулю, то работа сил электро­статического поля, согласно (1.20),

A = Q0φ,

откуда

. (1.21)

Таким образом, потенциал - физическая величина, определяемая ра­ботой по перемещению единичного положительного заряда при удалении его из данной точки в бесконечность. Эта работа численно равна работе, совершае­мой внешними силами (против сил электростатического поля) по перемещению единичного положительного заряда из бесконечности в данную точку поля. Из выражения (1.18) следует, что единица потенциала - вольт (В): 1 В есть потенциал такой точки поля, в которой заряд в 1 Кл обладает потенциальной энергией 1 Дж (1 В =1 Дж/Кл).

Из формул (1.17) и (1.18) вытекает, что если поле создается несколькими зарядами, то потенциал поля системы зарядов равен алгебраической сумме по­тенциалов всех этих зарядов:

.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
 | Эквипотенциальные поверхности
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 531; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.