Электричество и магнетизм. Учебно-методическое пособие. Громов Ю.Ю - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

7
Что такое поверхностная плотность зарядов?
2 Энергия электромагнитного взаимодействия
неподвижных зарядов
2.1 Работа по перемещению заряда в электростатическом поле
Сила электростатического взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния (
2
1~ r ).
По такому же закону зависит от расстояния сила гравитационного взаимодействия. Гравитационное и
электростатическое поля являются потенциальными. Это означает, что работа по перемещению заряда в
электростатическом поле равна разности потенциальной энергии заряженной частицы в ее начальном и
конечном положениях, т.е.
21
WWA
−
=
. (2.1.1)
2.2 Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле
Потенциальная энергия отрицательного заряда q
−
в поле положительного заряда Q+ вычисляется
по формуле
r
Qq
W
q
επε
−=
−
0
4
1
. (2.2.1)
Знак минус в этой формуле означает, что между зарядами действует сила притяжения.
Потенциальная энергия положительного заряда q
+
, находящегося на расстоянии
r
от неподвижно-
го заряда Q+ , равна
r
Qq
W
q
επε
=
+
0
4
1
. (2.2.2)
Знак плюс в этой формуле означает, что между зарядами действует сила отталкивания. Начало
отсчета потенциальной энергии в формулах (2.2.1) и (2.2.2) выбрано на бесконечно большом рас-
стоянии, где заряды практически не взаимодействуют друг с другом.
2.3 Потенциал электростатического поля
Потенциальная энергия пробного заряда q , находящегося в электростатическом поле заряда Q ,
пропорциональна произведению этих зарядов (см. (2.2.1) и (2.2.2)). Отношение потенциальной энергии
к величине пробного заряда не зависит от величины пробного заряда. Поэтому это отношение является
энергетической характеристикой электростатического поля. Эту характеристику называют потенциа-
лом.
Потенциал электростатического поля в данной точке – величина, равная отношению потенциаль-
ной энергии, которой обладает пробный положительный заряд, помещенный в данную точку поля, к
величине этого заряда:
0
qW=
ϕ
.
Потенциал электростатического поля – скалярная физическая величина. Единицей потенциала яв-
ляется вольт. Один вольт равен потенциалу точки поля, в которой заряд в 1 Кл обладает потенциальной
энергией 1 Дж (1 В = 1 Дж/1 Кл). Потенциал электростатического поля, созданного точечным зарядом
q+ , вычисляется по формуле

Страницы