Если перемещать заряд Qo из произвольной точки за пределы поля, т. е. в бесконечность, где по условию потенциал равен нулю, то работа сил электростатического поля, согласно формуле (1), , откуда
Потенциал — физическая величина, определяемая работой по перемещению единичного положительного заряда при удалении его из данной точки в бесконечность.
Принцип суперпозиции (наложения) электростатических полей
Если поле создается несколькими зарядами, то потенциал поля системы зарядов равен алгебраической сумме потенциалов полей всех этих зарядов.
Напряженность как градиент потенциала
Работа по перемещению единичного точечного положительного заряда из одной точки в другую вдоль оси х при условии, что точки расположены бесконечно близко друг к другу и х2 - х{ = dх, равна Ехdх. Та же работа равна . Приравняв оба выражения, получим
где символ частной производной подчеркивает, что дифференцирование производится только по х. Повторив аналогичные рассуждения для осей y и z, имеем
|
|
, или
( — единичные векторы координатных осей х, у, z). Знак минус показывает, что вектор направлен в сторону убывания потенциала.
Поле равномерно заряженной бесконечной
плоскости
Е = s/(2e0)). Разность потенциалов между точками, лежащими на расстояниях x1 и х2 от плоскости, равна
Поле равномерно заряженной сферической
поверхности
Радиус сферы R, общий заряд Q. При r > R (см. с. 100). Разность потенциалов между двумя точками, лежащими на расстояниях r1 и r2 от центра сферы (r] >R, r2>R), равна
(1)
Если принять r, = r и r2 = ¥, то потенциал поля вне сферической поверхности задается выражением j = Q/(4pe0r).