![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Тема 2. Работа сил электростатического поля. ПотенциалЕсли в электростатическом поле, создаваемом точечным зарядом q, перемещается другой пробный заряд q0 из точки 1 в точку 2 вдоль произвольной траектории (рис. 7), то при этом совершается работа сил электростатического поля.
Из рисунка 7 видно, что Тогда
то есть работа при перемещении заряда из точки 1 в точку 2 в электростатическом поле не зависит от траектории перемещения, а определяется только положениями начальной (1) и конечной (2) точек, то есть электростатическое полеточечного заряда является потенциальным. Работа, совершаемая силами электростатического поля при перемещении заряда q0 из точки 1 в точку 2, выражается следующим образом:
где φ1 и φ2 – потенциалы электростатического поля в точках 1 и 2. Потенциал электростатического поля определяется с точностью до произвольной аддитивной постоянной С, то есть для поля точечного заряда q:
Тогда
Разность потенциалов двух точек 1 и 2 в электростатическом поле определяется работой
Если считать, что при удалении на бесконечность потенциал электростатического поля обращается в нуль (φ∞=0), то потенциал φ1 в данной точке поля можно определить следующим образом:
то есть потенциал j в данной точке поля равен работе сил электростатического поля при перемещении точечного положительного единичного заряда из данной точки поля на бесконечность. Циркуляцией вектора напряженности
Для того, чтобы найти циркуляцию вектора напряженности Однако для электростатического поля циркуляция вектора напряженности
С одной стороны, эта работа равна:
а с учетом того, что
С другой стороны, эта работа может быть определена с помощью формулы:
из которой следует, что для произвольного замкнутого контура эта работа равна нулю, так как
Величина
Полученное соотношение является признаком потенциальногосилового поля. Обращение в нуль циркуляции вектора Напряженность
Знак минус в приведенной формуле означает, что вектор напряженности Для графического изображения распределения потенциала электростатического поля используютсяэквипотенциальные поверхности,то естьповерхности, во всех точках которых потенциал j имеет одно и то же значение.
![]() ![]() Это свойство нормального взаимного расположения силовых линий и эквипотенциальных поверхностей поля является общим для любых случаев электростатического поля. То есть, зная расположение силовый линий электростатического поля, можно построить эквипотенциальные поверхности и, наоборот, по известному расположению эквипотенциальных поверхностей можно построить силовые линии электростатического поля. Магнитное поле
|