| Работа электростатического поля по перемещению заряда.
| |
а) Однородное электростатическое поле:  в каждой точке поля.
 . Следовательно: 
| 
W=qEr
| |
| Т.к. если вектор перемещения перпендикулярен вектору силы (напряженности поля), работа поля равна нулю, то работа электростатического поля по перемещению заряда по любой траектории определяется разностью координат этих точек.
| |
Если обозначить координаты заряда в начальной и последующей точках r1 и r2, то: 
Т.е. работа равна разности двух эквивалентных величин, зависящих от характера взаимодействия и взаимного расположения. Но мы знаем, что работа - мера изменения энергии. Можно предположить: W=qEr - потенциальная энергия заряда в данной точке электростатического поля. Зависит от выбора начальной точки отсчета потенциальной энергии.
| |
Тогда:  - наиболее общий способ расчета работы в электростатическом поле
| |
| Т. е. работа при перемещении заряда между двумя точками в электростатическом поле
- не зависит от формы траектории, а зависит от положения этих точек.
- равна убыли потенциальной энергии заряда в этом поле;
- работа по замкнутой траектории равна нулю.
| 
| |
| Электростатическое поле, как и гравитационное, потенциальное:
А = - mg(h2— h1) = -ΔW
|
| |
| б) Произвольное электростатическое поле.
При перемещении заряда в произвольном поле из точки 1 в точку 2 работа должна быть равна по величине и противоположна по знаку работе в направлении от точки 2 к точке 1. В противном случае нарушается закон сохранения энергии:
ПустьА12 < A21. Тогда внешняя сила может перемещать заряд по пути 12, а силы поля - по пути 21. Мы будем получать выигрыш в работе, т.е. получим вечный двигатель, что невозможно.
| 
| |
| Потенциал. Разность потенциалов. Напряжение.
|
Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду: 
- энергетическая характеристика поля в данной точке. Потенциал не зависит от величины заряда, помещенного в это поле.
| 
|
| Т.к. потенциальная энергия зависит от выбора системы координат, то и потенциал определяется с точностью до постоянной.
За точку отсчета потенциала выбирают в зависимости от задачи: а) потенциал Земли, б) потенциал бесконечно удаленной точки поля, в) потенциал отрицательной пластины конденсатора.
|
|
- следствие принципа суперпозиции полей (потенциалы складываются алгебраически).
|
|
Потенциал численно равен работе поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки электрического поля в бесконечность.
В СИ потенциал измеряется в вольтах: 
|
|
| Разность потенциалов
|
|
|
| Напряжение — разность значений потенциала в начальной и конечнойточках траектории.
Напряжение численно равно работе электростатического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль силовых линий этого поля.
Разность потенциалов (напряжение) не зависит от выбора
системы координат!
| 
|
Единица разности потенциалов
Напряжение равно 1 В, если при перемещении положительного заряда в 1 Кл вдоль силовых линий поле совершает работу в 1 Дж.
| 
|
| Эквипотенциальные поверхности.
ЭПП - поверхности равного потенциала.
Свойства ЭПП:
- работа при перемещении заряда вдоль эквипотенциальной поверхности не совершается;
- вектор напряженности перпендикулярен к ЭПП в каждой ее точке.
|  
|
| | 
|
| | | | |
2015-07-14
3544
