Пусть заряд q перемещается в электростатическом поле из точки 1 в точку 2. Траектория заряда, напомним, роли не играет — работа поля A от этой траектории не зависит и равна разности потенциальных энергий заряда в начальной и конечной точках: �=−Δ�=−(�2−�1)=�1−�2A=−ΔW=−(W2−W1)=W1−W2�=��1−��2=�(�1−�2)(1)A=qφ1−qφ2=q(φ1−φ2)(1) Здесь �1φ1 — потенциал поля в точке 1, �2φ2 — потенциал поля в точке 2. Величина �1−�2φ1−φ2, от которой зависит работа поля, так и называется: разность потенциалов. Обратите внимание, что разность потенциалов есть потенциал начальной точки минус потенциал конечной точки, а не наоборот! Разность потенциалов называется также напряжением между точками 1 и 2 и обозначается через U: �=�1−�2(2)U=φ1−φ2(2) Наряду с формулой (1) получаем тогда: �=��(3)A=qU(3) Записывая формулы (1) и (3) в виде: �=�1−�2=��(4)U=φ1−φ2=qA(4) получаем полезное истолкование напряжения: напряжение (или разность потенциалов) между данными точками — это работа поля по перемещению заряда из начальной точки в конечную, делённая на величину этого заряда. Как и потенциальная энергия, потенциал определён с точностью до прибавления произвольной постоянной C: в зависимости от выбора точки, в которой потенциал полагается равным нулю, эта постоянная примет то или иное значение. Но физическим смыслом обладает не потенциал сам по себе, а напряжение (разность потенциалов). При вычитании потенциалов константа C сократится, и напряжение будет уже однозначно определённой величиной, не зависящей от выбора начала отсчёта потенциала. Выбор точки нулевого потенциала позволяет истолковать в терминах работы сам потенциал. Действительно, пусть 1 — данная точка, 2 — точка нулевого потенциала. Тогда в формуле (3.18) имеем: �1=�φ1=φ(потенциал в данной точке), �2φ2= 0, A = A0 — работа поля по перемещению заряда q из данной точки в точку с нулевым потенциалом. В результате: �=�0�φ=qA0 Таким образом, потенциал поля в данной точке — это работа поля по перемещению заряда из данной точки в точку нулевого потенциала, делённая на величину этого заряда. | |
Просмотров: 157 | |