Потенциальность электростатического поля
Каждая точка пространства, в которой действуют силы, характеризуется определённым значением потенциала. Потенциал (потенциальная функция) (от лат. potentia — сила) является энергетической характеристикой векторных полей, к числу которых относятся гравитационное, электромагнитное и электростатическое поля. Рассмотрим подробнее этот вопрос.
Пусть в однородном электрическом поле 
положительный заряд 
перемещается на расстояние 
из точки 1 в точку 2 (рис. 87). Сила, действующая со стороны поля на электрический заряд, направлена всегда вдоль поля и определяется по формуле:
Работа 
, совершаемая постоянной силой 
при прямолинейном перемещении, равна скалярному произведению на :
где 
— угол между векторами и . Здесь через 
обозначена проекция вектора перемещения на направление силы, параллельное .
Можно показать, что работа поля не зависит от формы траектории. Для этого достаточно разбить её на малые прямолинейные участки 
и применить к ним формулу (3.2), помня, что в каждой точке кривой сила параллельна полю. Работа силы равна сумме элементарных работ на всех участках:
Таким образом, работа по перемещению заряда в однородном электростатическом поле зависит только от начального и конечного положений движущегося заряда и не зависит от формы траектории. При перемещении заряда по замкнутой траектории работа равна нулю.
Сила называется потенциальной, если работа этой силы зависит только от начального и конечного положений точки, на которую действует сила.
Стационарное поле, действующее на материальную точку с силой , называется потенциальным полем, если сила потенциальна.
Отсюда следует, что электростатическое поле, так же как и гравитационное, — потенциально.
Эта лекция взята со страницы лекций по всем темам предмета физика:
Возможно эти страницы вам будут полезны:
| Напряжённость электрического поля в физике |
| Принцип суперпозиции электрических полей в физике |
| Разность потенциалов электрического поля в физике |
| Проводники в электрическом поле в физике |
