Работа сил электростатического поля. Потенциальная энергия электростатического поля. Потенциал.

Силы, которые удерживают атомы и молекулы вещества в твердом состоянии на определенном расстоянии друг от друга обусловлены существованием электрических зарядов.

Закон Кулона (з-н взаимодействия неподвижных эл.зарядов изучает электростатика):

F_э = k

Вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле. Электрическое поле непрерывно в пространстве и способно действовать на другие электрические заряды.

Напряженность эл.поля – физическая величина, равная отношению силы с которой эл.поле действует на точечный эл.заряд, к значению этого заряда.

напряженность эл.поля – однозначная силовая характеристика поля в данной точке – это векторная величина

За направление принимают направление вектора кулоновской силы, действующей на положительный точечный заряд, помещенный в данную точку поля.

Линия напряженности эл.поля – линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с вектором напряженности. Эти линии начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных эл.зарядах или уходят в бесконечность.

Принцип суперпозиции. Если на эл.заряд q действует одновременно эл.поля нескольких зарядов, то результирующая сила равна геометрической сумме сил.

Силы, работа которых не зависит от формы пути, называются потенциальными. Силы электрического поля потенциальны. Примерами потенциальных полей являются поле тяготения и электрическое поле.

Если заряд q перемещается под действием сил поля, то при этом потенциальная энергия заряда уменьшается. Если же заряд перемещается против сил поля, то потенциальная энергия заряда увеличивается. Нулевое значение циркуляции вектора напряженности объясняется тем, что линии напряженности электрического поля не могут быть замкнутыми кривыми. Поэтому, когда тело с зарядом q₀ перемещается вдоль замкнутого контура, на одних участках пути работа дополнена, на других – отделена, а общая работа равно нулю.

Потенциал – это физическая сила равна отношению потенциальной энергии эл.заряда в эл.поле к заряду.

φ = W_e=qφ Потенциал – величина скалярная.

φ =

Разность потенциалов. Мерой измерения энергии при взаимодействиях тел явл. работа

A=qφ₁ – qφ₂ = q(φ₁ – φ₂)

Эквипотенциальная поверхность – поверхность, во всех точках которой потенциал эл.поля имеет одинаковые значения. Разность потенциалов между любыми двумя точками на эквипотенциальной поверхности равна нулю. Следовательно: работа сил электрического поля при перемещении эквипотенциальной поверхности равна нулю.