Работа, совершаемая электростатическим полем над зарядом при его перемещении по замкнутому контуру, равна нулю. Две любые точки на замкнутом контуре д
Загрузка...
Тема:

Электричество

Электростатический потенциал (потенциал электростатического поля) (№2)

ВНИМАНИЕ! У этого текста есть несколько вариантов. Ссылки находятся после текста

Работа, совершаемая электростатическим полем над зарядом при его перемещении по замкнутому контуру, равна нулю. Две любые точки на замкнутом контуре делят его на две ветви, и работа, совершаемая полем при перемещении заряда по этим ветвям, ока­зывается одинаковой по величине, но разной по знаку (чтобы в сумме дать ноль). Это следствие второго уравнения Максвелла. Поэтому работа A12, совершаемая полем при переме­щении заряда из точки 1 в точку 2, не зависит от пути пере­мещения:

A12 = F̅ × dl̅ = qE̅ × dl̅ = qE̅ × dl̅ = qV12,

где величина V12 определяется лишь начальной и конеч­ной точками. Эта величина называется разностью по­тенциалов между точками 1 и 2. В электротехнике употребляется также термин «напряжение», когда речь идет о разности потенциалов между двумя проводниками или точками электрической цепи.

Независимость работы от пути позволяет ввести величину, называемую потенциалом электростатического поля в дан­ной точке.

Потенциалом поля в точке r̅ называется ска­лярная величина φ(r̅), равная разности потенциалов ме­жду этой точкой и некоторой другой, потенциал которой по определению равен нулю.

Выбор другой точки произволен — в физике обычно считают, что она находит­ся на бесконечности, в электротехнике за ноль принимают потенциал Земли.

Картина поля совокупности зарядов из трактата Максвелла «Динамическая теория электромагнитного поля» (1864)

Произвол в выборе точки с нулевым потенциалом связан с тем, что потен­циал сам по себе — нена­блюдаемая величина. Нет прибора, позволяющего определить потенциал в данной точке. Но разность потенциалов (напряже­ние) между двумя точка­ми — наблюдаемая вели­чина, поскольку работа — измеримая величина.

Загрузка...

Для вычисления потенциала φ(r̅) в точке r̅ нужно соединить эту точку некоторой (любой) кривой с точкой, потенциал которой принят за ноль, и вы­числить вдоль этой кривой сумму (интеграл):

φ(r̅) = Σii × Δl̅i. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Разность потенциалов Δφ между двумя соседними точками, разделенными вектором r̅, будет равна, по определению:

φ(r̅) — φ(r̅ + Δr̅) = -Δφ = E̅(r̅) × Δr̅.

Эта формула определяет связь между напряженно­стью поля и разностью потенциалов в двух сосед­них точках.

Зная потенциал поля во всех точках пространства, мы можем чисто математическими методами найти напряженность поля во всех точках. Структуру электростатического поля можно описать с помощью одной скалярной функции — потенциала.

Материал с сайта http://WorldOfSchool.ru
Предыдущее Ещё по теме: Следующее
Электростатический (кулоновский) потенциал. Потенциал поля точечного заряженного тела (№1) Электродинамические величины -