Potencial električnega polja, razmerje med močjo in potencialom

Razmislimo o razmerju med napetostjo in potencialom v električnem polju. Recimo, da imamo nekaj pozitivno napolnjenega telesa. To telo je obdano z električnim poljem. Na to polje bomo prenesli pozitivno dajatev, med prenosom katere bo delo opravljeno. Velikost tega dela je neposredno sorazmerna z velikostjo naboja in je odvisna od njenega premika na polju. Če vzamemo razmerje odlično dela A na vrednost prenesenega naboja q, potem je vrednost tega razmerja A / q ne bo odvisna od zneska pristojbine, ki se prenese, ampak bo odvisna od izbire gibalnih točk, kjer je oblika poti nepomembno.

V polje vpeljemo naboj, ki ga premika iz neskončno oddaljene točke, poljska jakost kar je enako nič. Velikost razmerja med delom, ki ga bo treba opraviti proti silam električnega polja, do velikosti prenosa, ki se prenese, bo odvisna samo od položaja zadnje točke premika. Posledica tega je, da ta vrednost označuje takšno točko polja.

Vrednost, ki se izmeri z razmerjem med opravljenim delom pri prenosu pozitivnega nastopa na določeno točko polja od neskončnosti, na vrednost napolnjenega polnjenja, se imenuje poljski potencial.

Iz definicije je razvidno, da je potencial polja na določeni točki enak delu, ki se pojavi, ko se pozitivna naboj premakne na določeno točko iz neskončnosti.

Velikost potenciala je označena s črko phi-:

phi- = A / q

Potencial je skalaren. Potenciali vsake točke polja pozitivno napolnjenega telesa imajo pozitivno vrednost in poljski potenciali telesa z negativnim nabojem imajo negativno vrednost.

Pokažimo, da je medsebojna razmerja med obsegom dela, ki se pojavi pri prenosu pozitivnega naboja na vrednost prenesenega naboja, enaka razliki v potencialih točk premika.

Razlika potenciala med dvema različnima točkama polja, v tem primeru, se imenuje poljska jakost med temi točkami. Če napetost polja označuje črka U, se razmerje med močjo in potencialom izračuna z enačbo:

U = phi-ı - phi-₂

V tej opredelitvi bo potencial neskončno oddaljene točke nič. V tem primeru rečemo, da je točka ničelnega potenciala lahko poljubna točka polja, katere izbira je popolnoma konvencionalna. Potencialna razlika dveh poljubnih točk polja ni odvisna od izbrane točke ničelnega potenciala.

V teoretičnih delih je nič točka potenciala neskončno oddaljena točka. In v praksi - vsaka točka na zemeljski površini.

Tako je potencial v fiziki količina, ki se izmeri z razmerjem med prenosom pozitivnega naboja z zemeljske površine na določeno točko polja in vrednostjo določenega polnjenja.

Razmerje med napetostjo in potencialnimi izrazi značilno za električno polje. In, če napetost služi kot njena močnostna karakteristika in omogoča določanje velikosti sile, ki deluje na naboj na poljubni točki tega polja, potem je potencial njena energetska značilnost. Iz potencialov na različnih točkah električnega polja lahko določimo obseg dela pri prenosu polnjenja z uporabo formul:

A = qU ali A = q (phi-ı - phi-2),

kjer je q obseg polnitve, U je napetost med poljskimi točkami in phi-ı, phi-2 je potencial točk premika.

Razmislite o razmerju med močjo in potencialom v enoceličnem električnem polju. Intenzivnost E v vsaki točki na istem področju, in s tem sila F, ki deluje na zadolžen enote tudi enaki in enako E. Iz tega sledi, da bo sila, ki deluje na q naboja na tem področju enako F = QE.

Če je razdalja med dvema točkama takega polja enaka d, potem ko se polnjenje začne, bo delo opravljeno:

A = Fd = gEd = g (phi-1-phi-2),

kjer phi-ı-phi-2-razlika potencialov med točkami polja.

Od tu:

E = (phi-1-phi-2) / d,

tj. intenziteta homogenega električnega polja bo enaka potencialni razliki, ki je na dolžino enote, ki se vzame vzdolž linije sile določenega polja.

Na kratkih razdaljah se razmerje med močjo in potencialom podobno določi na nehomogenem polju, saj lahko poljubno polje med dvema točno določenimi točkami vzamemo kot homogeno.