Электростатический потенциал и электроемкость. Физика 12 класс — Потенциальная энергия во внешнем...

Электростатический потенциал и емкость. Физика 12 класса - Потенциальная энергия во внешнем поле Предположим, существует электрическое поле, создаваемое некоторым неизвестным источником. Напряженность электрического поля и потенциал в разных точках могут изменяться от точки к точке. Возьмем произвольную точку P. Потенциал V в точке P по определению равен работе, совершаемой для перемещения единичного пробного заряда из бесконечности в эту точку. Совершенная работа = q(V - V∞) следовательно, совершенная работа = qV = U, поскольку V∞ = 0 эта совершенная работа запасается в виде потенциальной энергии Относительно некоторого начала координат, если мы будем считать r вектором положения точки P, то потенциальная энергия в точке P, создаваемая внешним электрическим полем, равна U = qV(r) где V(r) — внешний потенциал в точке P с вектором положения r. Если электрон с зарядом q = e = 1,6 × 10⁻¹⁹ Кл ускоряется разностью потенциалов ΔV = 1 вольт, он получит энергию qΔV = 1,6 × 10⁻¹⁹ Дж. Эта единица энергии определяется как 1 электронвольт или 1 эВ, т.е. 1 эВ = 1,6 × 10⁻¹⁹ Дж. Два заряда q1 и q2 находятся в точках r1 и r2 соответственно. Потенциальную энергию этой системы зарядов можно рассчитать, найдя работу, затраченную на перемещение этих зарядов из бесконечности в соответствующие точки. Работа, затраченная на перемещение заряда q1 из бесконечности в точку r1, равна q1V(r1). Эта работа запасается в виде потенциальной энергии. Однако, при перемещении заряда q2 из бесконечности в r2, он подвергается воздействию как внешнего электрического поля, так и электрического поля, создаваемого зарядом q1. Таким образом, суммарная работа, совершаемая над q2, равна работе, совершаемой электрическим полем заряда q1, которая равна [q2V(r2)] + работе, совершаемой внешним электрическим полем, которая равна . Эта работа также запасается в виде потенциальной энергии. Суммарная работа, совершаемая над q2, равна работе, совершаемой электрическим полем заряда q1 + работе, совершаемой внешним электрическим полем. Потенциальная энергия системы = Полная работа, совершаемая при сборке конфигурации.