câmp electrostatic - studopediya

Atunci când se deplasează o taxă de testare într-un câmp electric, forțele electrice efectua de lucru. Acest lucru cu mișcare mică

unde - unghiul dintre vectorul intensitate și vectorul de deplasare. - proiecția vectorului Escrow deplasare.

Câmpul electrostatic are o proprietate importanta:

Lucrul forțele câmpului electrostatic atunci când se deplasează taxa de la un punct la altul câmp nu depinde de forma traiectoriei, și este determinată numai de poziția de pornire și punctele de sfârșit și cantitatea de încărcare.

În mod similar, proprietatea are un câmp gravitațional, iar acest lucru nu este surprinzător, deoarece forțele kakgravitatsionnye și Coulomb descris relațiile duale (similare).

Consecința independenței lucrărilor asupra formei traiectoriei este următoarea declarație:

Lucrul forțele câmpului electrostatic atunci când se deplasează în sarcina fiecărui traseu închis este zero.

Câmpurile de forță, care au această proprietate sunt numite potențiale sau conservatoare.

Demonstram potențialității câmpului electrostatic pe un exemplu de un câmp de încărcare punct. Calculăm punctul de lucru taxa forțelor câmpului electrostatic atunci când se deplasează o taxă de testare pentru o cale arbitrară de la punctul 1 la punctul 2 pe raza razei (fig. 10.12). Substituind în ecuația (10.18), intensitatea câmpului unui punct de încărcare (10.6) și integrarea (10,18) de mai înainte. obținem:

Aici avem asta.

Se poate observa că intensitatea câmpului de lucru este independent de forma traiectoriei, și depinde numai de punctele inițiale și finale ale traiectoriei. Pe căile I și II, prezentat în Fig. 10.12, lucrează forțe Coulomb deopotrivă. În cazul în care una dintre căile de a schimba direcția de mișcare a taxei este inversată, atunci lucrarea se va schimba semnul. Acest lucru implică faptul că pe o traiectorie de lucru închisă forțele Coulomb atunci când se deplasează taxa aleatoare este zero, adică considerat un câmp potențial.

Proprietățile potențial câmp electrostatic poate fi scris după circulația vectorului intensității câmpului electrostatic de-a lungul oricărei buclă închisă:

Proprietățile potențial camp electrostatic ne permite să introducem conceptul de energia potențială a taxei într-un câmp electric. Pentru a face acest lucru un punct în spațiu este selectat, de exemplu, infinit (), în cazul în care energia potențială a taxei. plasat în acest moment se presupune a fi zero.

Energia potențială a taxei. plasat într-un punct arbitrar al câmpului 1 este de lucru. care fac câmpul electric pentru deplasarea taxa de la un punct la infinit ().

La fel ca în mecanică, energia potențială este determinată de până la o valoare constantă, independentă de punctul de alegere (), în cazul în care energia este zero. Această ambiguitate în definiția energiei potențiale nu duce la nici o confuzie, pentru că sensul fizic nu este energia potențială, iar diferența dintre valorile sale la două puncte în spațiu.

Munca efectuată de către câmpul electric, la un punct de încărcare se deplasează de la punctul 1 la punctul 2 este egal cu diferența de potențial energetic la aceste puncte și nu depinde de forma traseului de transport al taxei.

Energia potențială a taxei. plasat într-un câmp electric proporțional cu amploarea acestei taxe.

Cantitatea fizică, egală cu raportul dintre energia potențială a sarcinii electrice în câmp electrostatic la amploarea acestei taxe. nazyvayutpotentsialom câmp electric:

Energie potențială este caracteristică câmpului electrostatic. Este egal cu intensitatea câmpului în timpul îndepărtării unei unități de sarcină pozitivă din acel punct la câmpul infinit. Potențialul este o cantitate scalară și, ca tensiune. Se supune principiul superpoziției.

Diferența de potențial dintre două puncte 1 și 2 este egal cu câmpul electrostatic la unitatea de transfer de sarcină între aceste două puncte se numește tensiune:

Astfel, mișcarea electrică taxa rabotapo de la punctul 1 la punctul 2 este egal cu produsul dintre taxa pe diferența de potențial:

Pentru o reprezentare vizuală a câmpului electric de-a lungul cu liniile de mărime vectorului forței este utilizat suprafața echipotențială.

Suprafața, în toate punctele în care potențialul electric are aceeași valoare, numită o suprafață echipotențială sau suprafața echipotențială.

câmp de putere liniielektricheskogo este întotdeauna perpendicular pe suprafețele echipotențiale.

Echipotențială suprafețele Coulomb de încărcare punct de câmp - sfere concentrice. Fig. 10.13 liniile prezentate de model de teren și echipotențială taxa suprafețele punct, dipol electric și două sarcini pozitive egale.