Электрическое поле и изменение электрического потенциала

Физика > Электрическое поле и изменение электрического потенциала

 

Изучите потенциал электрического поля и разность электрических потенциалов. Рассмотрите формулы определения заряда, создание векторного поля, рост потенциала.

Электрическое поле играет роль градиента потенциала, основывающегося на дистанции от точки к заряду.

Задача обучения

• Определить электрический потенциал, сформированный позицией заряда со стабильной величиной.

Основные методы

• Для любого потенциала заряд можно высчитать по формуле: (ε₀ – электрическая постоянная, именуемая диэлектрической проницаемостью свободного пространства).
• Для одного заряда потенциал будет стабильным на всех точках в некоторой радиальной дистанции. Несколько точек одного потенциала – эквипотенциал.
• Если несколько зарядов формируют поле, то эквипотенциальные линии приобретают неправильную форму. Дело в том, что созданные поля перекрываются, а потенциал вырастает в любой точке.

Термины

• Эквипотенциальный – участок, где каждая точка обладает единым потенциалом.
• Радиальный – перемещение по радиусу.

Каждый заряд формирует вокруг себя векторное поле (электрическое). Это градиент потенциала, который расположен в обратной зависимости по отношению к дистанции от конкретной точки к заряду. Появление второго заряда заставляет их двигаться относительно друг друга. В такой ситуации намного проще создать модель, потому что один будет считаться стационарным, а второй тестовым.

По мере передвижения второго, потенциал между зарядами меняется. Связь между потенциалом и полем обладает дифференциальным характером:

В итоге, тестовый заряд путешествует к х, а скорость изменения потенциала – значение электрического поля.

До момента движения заряда, его потенциальная энергия находится на максимуме, а кинетическая = 0. Можно использовать уравнение:

 (ε₀ – электрическая постоянная, именуемая диэлектрической проницаемостью свободного пространства).

Перемещение в сторону от заряда меняет потенциал точки электрического поля. Дистанция и потенциал связаны обратным соотношением.

Потенциал электрического заряда будет постоянным для всех точек на конкретной радиальной дистанции. Все они именуются эквипотенциалами.

Изолированный заряд с электрическими линиями поля (синий) и эквипотенциальными (зеленый)

Если множественные заряды формируют поле, то эквипотенциальные линии обретают неправильную форму. Дело в том, что поля перекрываются, поэтому потенциал растет в любой точке.

---