-
Потенциал
Пусть точечный
заряд в начале находился в точке 1 и имел
потенциальную энергию
,
при перемещении в точку 2, точечный заряд
будет обладать потенциальной энергией
.
Т.к.
и
,
то
или
Тогда выражение (18) будет иметь вид:
(18)
Как известно, работа консервативных сил совершается за счет убыли потенциальной энергии, значит выражение (18) можно представить так:
(19)
Т.е. потенциальная
энергия заряда
в поле заряда
равна:
(20)
Если поле создается
системой n
зарядов
,
,
…,
,
то потенциальная энергия заряда
,
который находится в поле этих зарядов,
будет равна сумме потенциальных энергий
каждого из зарядов в отдельности:
(21)
Из формул (20) и (21)
следует, что отношение
не зависит от
и поэтому является энергетической
характеристикой электростатического
поля и
называется потенциалом:
(22)
Потенциал
– есть физическая величина, которая
определяется
единичного положительного заряда,
помещенного в эту точку поля.
Из формул (20) и (22) следует, что
или
(23)
А работа, совершаемая
силами электростатического поля при
перемещении заряда
из точки 1 в точку 2:
(24)
(25)
|
|
-
работа, совершаемая силами
электростатического поля при
перемещении заряда
|
из точки 1 в точку 2 равна произведению
перемещаемого заряда на разность
потенциалов в начальной и конечной
точках
С другой стороны работа сил поля при перемещении заряда из точки (1) в (2) может быть записана:
(26)
Приравняв (24) и (25), придем к выражению для разности потенциалов:
получим:
(27)
При перемещении
заряда
из произвольной точки за пределы поля,
т.е. в бесконечность, где потенциал равен
нулю, то согласно (25) работа сил
электростатического поля равна:
,
(28)
откуда потенциал
равен:
(29)
Потенциал – физическая величина, определяемая работой по перемещению единичного положительного заряда при перемещении его из данной точки в бесконечность.
1 вольт – это потенциал такой точки поля, в которой заряд в 1 Кл обладает потенциальной энергией 1 Дж.