Потенциал

Из формулы �=−���W=−qEx мы видим, что потенциальная энергия заряда q в однородном поле прямо пропорциональна этому заряду.

То же самое мы видим из формулы �=��1�2�W=rkq1​q2​​: потенциальная энергия заряда q1, находящегося в поле точечного заряда q2, прямо пропорциональна величине заряда q1.

Оказывается, это общий факт: потенциальная энергия W заряда q в любом электростатическом поле прямо пропорциональна величине q:

�=��W=qφ

Величина �φ уже не зависит от заряда, является характеристикой поля и называется потенциалом:

�=��(1)φ=qW​(1)

Рисунок 1. Потенциал

Так, потенциал однородного поля E в точке с абсциссой x равен:

�=−��(2)φ=−Ex(2)

Напомним, что ось X совпадает с линией напряжённости поля. Мы видим, что с ростом координаты x потенциал убывает. Иными словами, вектор напряжённости поля указывает направление убывания потенциала.

Для потенциала поля точечного заряда q на расстоянии r от него имеем:

�=���(3)φ=rkq​(3)

Единицей измерения потенциала служит хорошо известный вам вольт. Из формулы (1) мы видим, что В = Дж/Кл.

Итак, теперь у нас есть две характеристики поля: силовая (напряжённость) и энергетическая (потенциал). У каждой из них имеются свои преимущества и недостатки. Какую именно характеристику удобнее использовать — зависит от конкретной задачи.