13. Різниця потенціалів.

Розглянемо переміщення заряду з точки 1 в точку 2 в електростатичному полі, створюваному зарядом .

Оскільки робота в електростатичному полі не залежить від форми шляху, то . Отже, . Відношення —називається різницею потенціалів між точками 1 і 2: , або

Позначаючи і , дістанемо

Отже, різниця потенціалів двох точок поля — це величина, яка чисельно дорівнює роботі кулонівських сил із переміщення одиничного позитивного заряду з однієї точки в іншу.

14. Потенціал.

Слід звернути увагу учнів на той факт, що потенціал має певний фізичний зміст тільки тоді, коли вибрано нульову точку для його відліку. Різниця ж потенціалів між двома точками поля від цього вибору не залежить і тому завжди має певний фізичний зміст.

Якщо точка 2 розташована в нескінченності, то і відповідно .

Тоді

Енергетичною характеристикою поля в даній точці прийнято вели­чину, що називають потенціалом поля в даній точці,— це різниця потенціалів у даній точці поля й точці, в якій потенціальну енергію заря­ду приймають за нуль: у теорії — в нескінченності, а на практиці — на поверхні Земл.і

Одиниця різниці потенціалів.

У Міжнародній системі одиниць ро­боту виражають у джоулях, а заряд — у кулонах. Тому різниця потен­ціалів між двома точками поля дорівнює 1 В, якщо в разі переміщен­ня заряду в 1 Кл із однієї точки в іншу електричне поле здійснює ро­боту в 1 Дж.

15. Принцип суперпозиції.

З принципу суперпозиції випливає, що потенціал електричного поля системи зарядів дорівнює алгебраїчній сумі потенціалів полів, створених кожним із зарядів:

16. Зв'язок між напруженістю й різницею потенціалів.

Точки, в яких потенціал має задане фіксоване значення, розташовуються на поверх­нях, що називають еквіпотенціальними поверхнями.

Нехай заряд переміщується у напрямі напруженості однорідного елек­тричного поля з точки 1 у точку 2, розташовану на малій відстані . Електричне поле здійснює роботу . З іншого боку, . Звідки випливає:

• Напруженість електричного поля дорівнює різниці потенціалів, яка припадає на одиницю довжини уздовж лінії напруженості.

Оскільки в разі переміщення позитивного заряду в напрямі напру­женості електростатичне поле здійснює позитивну роботу, то потенціал , більший від потенціалу . Отже, напруженість електричного поля напрямлена в бік спадання потенціалу.

У разі переміщення заряду під кутом 90° до силових ліній електричне поле не здійснює роботи, оскільки сила поля перпендикулярна до пе­реміщення. Отже, якщо провести поверхню, перпендикулярну в кожній точці до силових ліній, то в разі переміщення заряду вздовж цієї по­верхні робота не здійснюється. А це означає, що лінії напруженості пер­пендикулярні до еквіпотенціальних поверхонь. Еквіпотенціальні по­верхні однорідного поля є площинами, а поля точкового заряду — кон­центричними сферами.

Напруженість поля усередині провідника дорівнює нулю, значить, дорівнює нулю й різниця потенціалів між будь-якими точками провідника.