Потенциал – это энергетическая характеристика эл.стат. поля, скалярная физическая величина.
, где w – энергия взаимодействия пробного заряда с эл.стат. полем.
[φ] = Дж/Кл = В
Имеет смысл, как и для энергии взаимодействия, лишь изменение или разность потенциалов.
φ1 - φ2 = U
Для точечных зарядов:
Потенциал системы:
– алгебраическая сумма потенциалов от каждого заряда в отдельности.
Эквипотенциальные поверхности (Поверхности одного потенциала):
эти поверхности всегда перпендикулярны силовым линиям поля.
Градиент потенциала. Связь между градиентом потенциала и напряженностью эл.стат. поля.
U = φ1 - φ2 = (w1-w2)/q+ = A1-2/q+; ().
-dφ=dw/q+=dA/q+
-dφ=Edr; dφ=-(
; ;
( =Exdx + Eydy + Ezdz
dφ=-( =-(Exdx + Eydy + Ezdz)
;
Градиент – математический оператор, grad = – векторная величина направленная в сторону противоположную напряженности эл.стат. поля.
Зная напряженность в каждой точке пространства, можно найти распределение потенциала dφ=-Edr, (dr - перемещение вдоль траектории)
|
|
, потенциал всегда определяется с точность до константы
U=φ1 – φ2=
Связь между градиентом потенциала и напряженностью эл.стат. поля. Потенциал равномерно заряженной сферы.
φ1 – φ2=
Потенциал внутри заряженной сферы = потенциалу ее поверхности. Таким образом весь объем равномерно заряженной сферы эквипотенциальный, т.е. имеет одинаковый потенциал.