§1.18. energjia potenciale e një ngarkese në një fushë elektrike uniforme. energjia e ndërveprimit të ngarkesave pika. Modelet e vijave të fushës

Ndërtoni një pamje të saktë linjat e forcës trupi i ngarkuar është një detyrë e vështirë. Fillimisht duhet të llogarisim fuqinë e fushës E(x, y, z) në funksion të koordinatave. Por kjo ende nuk mjafton. Mbetet detyra e vështirë për të vizatuar vija të vazhdueshme në mënyrë që në çdo pikë të vijës tangjentja ndaj saj të përkojë me drejtimin e tensionit. Është më e lehtë t'i besosh një detyrë të tillë një kompjuteri që funksionon në një program të veçantë.

Megjithatë, nuk është gjithmonë e nevojshme të ndërtohet një pasqyrë e saktë e shpërndarjes së linjave në terren. Ndonjëherë mjafton të vizatoni fotografi të përafërta, duke mos harruar se:

linjat e forcës janë vija të hapura: ato fillojnë në sipërfaqen e trupave të ngarkuar pozitivisht (ose në pafundësi) dhe përfundojnë në sipërfaqen e trupave të ngarkuar negativisht (ose në pafundësi);

vijat e forcës nuk kryqëzohen, pasi në secilën pikë të fushës vektori i intensitetit ka vetëm një drejtim;

ndërmjet akuzave, linjat e forcës nuk ndërpriten askund.

Figurat 7–10 tregojnë fotografitë e vijave të fushës: një top i ngarkuar pozitivisht (Fig. 7); dy topa me ngarkesë të kundërt (Fig. 8); dy topa me karikim të ngjashëm (Fig. 9); dy pllaka, ngarkesat e të cilave janë të barabarta në madhësi dhe të kundërta në shenjë (Fig. 10).

Figura 10 tregon se në hapësirën midis pllakave larg skajeve të pllakave, linjat e forcës janë paralele: fusha elektrike këtu është e njëjtë në të gjitha pikat.

Një fushë elektrike, intensiteti i së cilës është i njëjtë në të gjitha pikat e hapësirës quhet homogjene.

Punoni kur lëvizni një ngarkesë në një fushë elektrostatike uniforme. Një fushë uniforme krijohet, për shembull, nga pllaka të mëdha metalike paralele që kanë ngarkesa të kundërta. Kjo fushë ndikon në tarifën q me forcë të vazhdueshme F = qE, ashtu si toka vepron me një forcë konstante F = mg në një gur afër sipërfaqes së tij.

Lërini pllakat të vendosen vertikalisht (Fig. 2), pllaka e majtë të ngarkuar pozitivisht dhe - negative Njehsoni punën e bërë nga fusha kur lëviz një ngarkesë pozitive q nga një pikë 1, në një distancë d x nga pllaka e majtë, në pikën 2, të vendosura në distancë d 2 prej saj.

pikë 1 dhe 2 shtrihuni në të njëjtën linjë force:

A =qE (d 1 - d 2 ) = qE∆ d. (1)

Kjo punë nuk varet nga forma e trajektores, ashtu si puna e gravitetit nuk varet nga forma e trajektores.

Energji potenciale. Meqenëse puna e forcës elektrostatike nuk varet nga forma e trajektores së pikës së aplikimit të saj, kjo forcë është konservatore dhe puna e saj, sipas formulës, është e barabartë me ndryshimin e energjisë potenciale, marrë me të kundërtën. shenjë:

A = -(W n 2 - W nl ) = -∆ W n .

Duke krahasuar shprehjen që rezulton me përkufizimin e përgjithshëm të energjisë potenciale, shohim se Energjia potenciale e një ngarkese në një fushë elektrostatike uniforme është:

W n = qEd.

Nëse fusha bën punë pozitive, atëherë energjia potenciale e një trupi të ngarkuar në fushë zvogëlohet: ∆ W n < A. Në të njëjtën kohë, sipas ligjit të ruajtjes së energjisë, energjia kinetike e saj rritet. Dhe anasjelltas, nëse puna është negative (për shembull, kur një grimcë e ngarkuar pozitivisht lëviz në drejtim të kundërt me drejtimin e vektorit të forcës së fushës E, pastaj ∆ W n > 0. Energjia potenciale rritet, dhe energjia kinetike zvogëlohet, grimca ngadalësohet.

Në një trajektore të mbyllur, kur ngarkesa kthehet në pikën e fillimit, puna në terren është zero:

A = -∆ W n = -(W nl - W n 2 ) = 0.

Grimcat e ngarkuara në një fushë elektrostatike kanë energji potenciale. Kur një grimcë lëviz nga një pikë e fushës në tjetrën, fusha elektrike kryen punë që nuk varet nga forma e trajektores. Kjo punë është e barabartë me ndryshimin e energjisë potenciale, marrë me shenjën "-".

Në mekanikë, veprimi i ndërsjellë i trupave mbi njëri-tjetrin karakterizohet nga forca dhe energjia potenciale. Fusha elektrostatike që kryen bashkëveprimin ndërmjet ngarkesave karakterizohet gjithashtu nga dy sasi. Forca e fushës është karakteristikë e fuqisë. Tani le të prezantojmë karakteristikën e energjisë - potencialin.

Potenciali në terren. Puna e ndonjë fushë elektrostatike kur një trup i ngarkuar lëviz në të nga një pikë në tjetrën, ai gjithashtu nuk varet nga forma e trajektores, siç varet nga puna. fushë uniforme. Në një trajektore të mbyllur, puna e fushës elektrostatike është gjithmonë zero. Fushat me këtë veti quhen potencial. Në veçanti, fusha elektrostatike e një ngarkese pika ka një karakter potencial.

Puna e një fushe potenciale mund të shprehet në terma të një ndryshimi në energjinë potenciale. Formula A = - (W n 2 - W nl ) e vlefshme për çdo fushë elektrostatike. Por vetëm në rastin e një fushe homogjene energji potenciale shprehet me formulën .

Potenciali. Energjia potenciale e një ngarkese në një fushë elektrostatike është proporcionale me ngarkesën. Kjo është e vërtetë si për një fushë homogjene dhe për një fushë johomogjene. Rrjedhimisht, raporti i energjisë potenciale ndaj ngarkesës nuk varet nga ngarkesa e vendosur në fushë.

Kjo ju lejon të prezantoni një karakteristikë të re sasiore të fushës - potencial φ , pavarësisht nga ngarkesa e vendosur në fushë.

Për të përcaktuar vlerën e energjisë potenciale, siç e dimë, është e nevojshme të zgjidhni nivelin zero të referencës së saj. Gjatë përcaktimit të potencialit të fushës të krijuar nga një sistem ngarkesash, supozohet se potenciali në një pikë pafundësisht të largët të fushës është i barabartë me zero.

Potenciali i një pike të një fushe elektrostatike është raporti i energjisë potenciale të një ngarkese të vendosur në të pikë e dhënë, ndaj kësaj akuze.

Sipas këtij përkufizimi, potenciali është:

Forca e fushës E- sasia vektoriale. Ajo përfaqëson karakteristikë e fuqisë fushë, e cila përcakton forcën që vepron në ngarkesë q në këtë pikë në terren. Dhe potenciali φ është skalar, është karakteristikë energjetike e fushës, ai përcakton energjinë potenciale të ngarkesës q në këtë pikë në terren.

Nëse, në shembullin me dy pllaka të ngarkuara, si pikë me potencial zero, zgjedhim një pikë në një pllakë të ngarkuar negativisht, atëherë sipas formulave, potenciali i një fushe uniforme është i barabartë me:

Diferencë potenciale. Ashtu si energjia potenciale, vlera e potencialit në një pikë të caktuar varet nga zgjedhja e nivelit zero për referencën e potencialit, d.m.th., nga zgjedhja e një pike, potenciali i së cilës supozohet të jetë zero. Ndryshimi i mundshëm nuk varet nga zgjedhja e nivelit zero të referencës së mundshme.

Meqenëse energjia potenciale, atëherë puna e forcave të fushës është e barabartë me:

Këtu është ndryshimi i potencialit, d.m.th., ndryshimi në vlerat e potencialit në pikat fillestare dhe përfundimtare të trajektores.

Energjia elektrike Nga kursi i mekanikës dihet se trupat që bashkëveprojnë me anë të forcave gravitacionale kanë energji potenciale. Ligji i Kulombit për bashkëveprimin e trupave të ngarkuar elektrikisht ka të njëjtën formë matematikore si ligji gravitetit. Nga kjo mund të konkludojmë se sistemi i trupave të ngarkuar ka edhe energji potenciale. Ego do të thotë që sistemi i trupave të ngarkuar është i aftë të kryejë një punë të caktuar.

Për shembull, një punë e tillë kryhet kur gjethet e ngarkuara të një elektroskopi zmbrapsen nga njëra-tjetra.

Energjia potenciale e trupave të ngarkuar quhet elektrike ose Kulon.

Energjia e bashkëveprimit të elektroneve me bërthamën në një atom dhe energjia e bashkëveprimit të atomeve me njëri-tjetrin në molekula (energjia kimike) është kryesisht Energjia Elektrike. Energjia e madhe elektrike ruhet brenda bërthama atomike. Për shkak të kësaj energjie, nxehtësia lëshohet gjatë funksionimit. reaktor bërthamor Centrali bërthamor.

Nga pikepamja e teorise se veprimit me rreze te shkurter, ne ngarkese nuk veprojne direkt ngarkesat e tjera, por fusha elektrike e krijuar prej tyre.Kur ngarkesa leviz, eshte forca qe vepron mbi te nga fusha qe bën punën. (Më tej, për shkurtim, do të flasim për punën e fushës.) Prandaj, mund të flasim jo vetëm për energjinë e një sistemi grimcash të ngarkuara, por edhe për energjinë potenciale të një trupi individual të ngarkuar në një fushë elektrike. .

Le të gjejmë energjinë potenciale të ngarkesës në një fushë elektrike uniforme.

Punoni kur lëvizni një ngarkesë në një fushë uniforme. Një fushë uniforme krijohet, për shembull, nga pllaka të mëdha metalike që kanë ngarkesa të kundërta. Kjo fushë vepron në një ngarkesë me një forcë konstante, ashtu si Toka vepron me një forcë konstante në një gur afër sipërfaqes së saj. Lërini pllakat të vendosen vertikalisht (Fig. 124), me pllakën e majtë B të ngarkuar negativisht dhe të djathtën pozitivisht. Le të llogarisim punën e bërë nga fusha kur lëvizim ngarkesën nga pika 1, e vendosur në një distancë nga pllaka B, në pikën 2, e vendosur në një distancë nga e njëjta pllakë. Pikat 1 dhe 2 shtrihen në të njëjtën linjë fushe.

Në pjesën e shtegut, fusha elektrike do të bëjë punën:

Kjo punë nuk varet nga forma e trajektores.

Vërtetimi përkatës për forcën konstante të rëndesës është dhënë në librin e fizikës për klasën VIII dhe nuk ka nevojë ta përsërisim atë për një forcë konstante. Këtu vetëm fakti i qëndrueshmërisë së forcës është thelbësor, por jo origjina e saj.

Energji potenciale. Nëse puna nuk varet nga forma e trajektores së trupit, atëherë është e barabartë me ndryshimin e energjisë potenciale të trupit, marrë me shenjën e kundërt. (Rreth

kjo u diskutua në detaje në kursin e fizikës së klasës VIII.) Në të vërtetë,

Energjia e ngarkesës së mundshme në një fushë elektrike uniforme në një distancë nga pllaka.

Formula (8.19) është e ngjashme me formulën për energjinë potenciale të një trupi mbi sipërfaqen e Tokës. Por ngarkesa, ndryshe nga masa, mund të jetë pozitive ose negative. Nëse atëherë energjia potenciale (8.19) është negative.

Nëse fusha bën punë pozitive, atëherë energjia potenciale e një trupi të ngarkuar në fushë zvogëlohet: Në të njëjtën kohë, sipas ligjit të ruajtjes së energjisë, energjia kinetike e tij rritet. Kjo është baza për nxitimin e elektroneve nga një fushë elektrike në tubat vakum, tubat televiziv, etj. Përkundrazi, nëse puna është negative (për shembull, kur një grimcë e ngarkuar pozitivisht lëviz në drejtim të kundërt me drejtimin e tensionit E; kjo lëvizje është e ngjashme me lëvizjen e një guri të hedhur lart), atëherë energjia potenciale rritet, dhe energjia kinetike zvogëlohet: grimca ngadalësohet.

Në një trajektore të mbyllur, kur ngarkesa kthehet në pikën e fillimit, puna në terren është zero:

Niveli zero i energjisë potenciale. Energjia potenciale (8.19) është e barabartë me zero në sipërfaqen e pllakës B. Kjo do të thotë se niveli zero i energjisë potenciale përkon me pllakën B. Por, si në rastin e forcave gravitacionale, niveli zero i energjisë potenciale zgjidhet në mënyrë arbitrare. Mund të supozojmë se në një distancë nga pllaka B. Pastaj

Nuk është vetë energjia potenciale ajo që ka kuptim fizik, por ndryshimi në vlerat e saj, i përcaktuar nga puna e fushës kur ngarkesa lëviz nga pozicioni fillestar në atë përfundimtar.

Autor: Irina Vladimirovna Bakhtina, mësuese e fizikës, MBOU "Shkolla e mesme 3", Novy Oskol Rajoni i Belgorodit Energjia potenciale e një trupi të ngarkuar në një fushë elektrostatike uniforme. Potenciali. Diferencë potenciale. Е φ1 φ1 φ2 φ2 φ3 φ

PËRMBAJTJA Puna e fushës për të lëvizur ngarkesën ……… Energjia potenciale e një trupi të ngarkuar………………………… Potenciali i një fushe elektrostatike …………………………………… Marrëdhënia ndërmjet intensitetit dhe tensionit………………… Le të mendojmë……………………………………………………………………………………..

Punoni kur lëvizni një ngarkesë në një fushë elektrostatike uniforme + - E 1 2 d1d1 d2d2 ΔdΔd Llogaritni punën e fushës kur lëvizni ngarkesë pozitive q nga pika 1, e vendosur në një distancë d 1 nga pllaka "-", në pikën 2, e vendosur në një distancë d 2 prej saj. Puna në terren është pozitive dhe e barabartë me: A = F (d 1 - d 2) = qE (d 1 - d 2) = = - (qEd 2 - qEd 1)

Puna e fushës nuk varet nga forma e trajektores Е 1 2 Kur lëvizni përgjatë pjesëve të hapave pingul me forcën e fushës E, nuk punohet ΔdΔd ΔdΔd Kur lëvizni përgjatë pjesëve të hapave paralel me E, puna është kryer e barabartë me punën duke lëvizur ngarkesën nga pika 1 në pikën 2 në një distancë Δd përgjatë vijës së fushës

Energji potenciale Fakt i njohur: Nëse puna nuk varet nga forma e trajektores, atëherë është e barabartë me ndryshimin e energjisë potenciale, të marrë me shenjën e kundërt, d.m.th. A \u003d - (W p 2 - W p1) \u003d - Δ W p Më parë morëm formulën: A \u003d - ( qEd 2 – qEd 1) Natyrisht, energjia potenciale e një ngarkese në një fushë elektrostatike uniforme është: W p = qEd Varësi të rëndësishme nëse A > 0, atëherë Δ W p 0, atëherë Δ W f

Potenciali i fushës elektrostatike Puna e fushës kur lëviz një trup nga një pikë në tjetrën nuk varet nga forma e trajektores Puna e fushës kur lëviz një trup në një trajektore të mbyllur është zero Fusha potenciale Çdo fushë elektrostatike është potencial; Vetëm për një fushë elektrostatike uniforme është formula W p = qEd W p1 = q 1 Ed W p2 = q 2 Ed W p3 = q 3 Ed W pn = q n Ed ͠͠ W p q, pra W p / q = konst Potenciali i një fushë elektrostatike quhet raporti i energjisë potenciale të ngarkesës në fushë me këtë ngarkesë φ =φ = WpWp q Potenciali - karakteristikë energjie e fushës Njësia e potencialit në SI: 1[ φ ]=1B

Diferenca e potencialit Vlera e potencialit në një pikë të caktuar varet nga zgjedhja e nivelit zero për referencën potenciale.Ndryshimi i potencialit nuk varet nga zgjedhja e nivelit zero të referencës potenciale. W p \u003d q φ Α \u003d - (W p2 - W p1) \u003d - q (φ 2 - φ 1) \u003d q (φ 1 - φ 2) \u003d qU ku U \u003d φ 1 - φ 2 është diferenca potenciale, d.m.th. ndryshimi në vlerat e mundshme në pikat fillestare dhe përfundimtare të trajektores U = φ 1 - φ 2 = Α / q Njësia e diferencës potenciale në SI: 1[U] = 1 J / C = 1 V

Marrëdhënia ndërmjet fuqisë së fushës elektrostatike dhe tensionit 12 ΔdΔd E A = qE Δ d Α = q (φ 1 - φ 2) = qU U = E Δ d E = U / Δ d U - ndryshimi i potencialit ndërmjet pikave 1 dhe 2; Δd është një vektor zhvendosjeje që përkon në drejtim me vektorin E. Meqenëse Α \u003d q (φ 1 - φ 2) > 0, atëherë φ 1 > φ 2 => ! ! ! tensioni fushe elektrike drejtuar në drejtim të uljes së potencialit Njësia e tensionit në SI: 1[E]=1B/m 0, pastaj φ 1 > φ 2 => ! ! ! forca e fushës elektrike drejtohet në drejtim të zvogëlimit të potencialit Njësia e forcës në SI: 1[E]=1B/m">

Të gjitha pikat e kësaj sipërfaqeje të tillë kanë të njëjtin "title="(!LANG: Sipërfaqet ekuipotenciale sipërfaqet kanë të njëjtat" class="link_thumb"> 9 !} Sipërfaqet ekuipotenciale Nëse vizatojmë një sipërfaqe pingul me vijat e forcës në secilën pikë, atëherë kur ngarkesa lëviz përgjatë kësaj sipërfaqeje, fusha elektrike nuk funksionon, => të gjitha pikat e kësaj sipërfaqeje të tillë kanë të njëjtin potencial. Ekuipotenciali - Sipërfaqet potencial të barabartë për një fushë homogjene - plane për një fushë ngarkese pika - sfera koncentrike sipërfaqja e çdo përcjellësi në një fushë elektrostatike Е ΔdΔd + Е ΔdΔd te gjitha pikat e kesaj siperfaqe te tille kane te njejten "> te gjitha pikat e kesaj siperfaqe te tille kane te njejtin potencial. Ekuipotenciali - siperfaqet me potencial te barabarte per nje fushe uniforme - plane per nje fushe pika ngarkese - sferat koncentrike siperfaqja e ndonje percjellesi ne nje elektrostatike fusha E ΔdΔd + Е ΔdΔd"> të gjitha pikat e kësaj sipërfaqeje të tillë kanë të njëjtën " title="(!LANG:Sipërfaqet ekuipotenciale Nëse vizatoni një sipërfaqe pingul me vijat e forcës në secilën pikë, atëherë kur ngarkesa lëviz përgjatë kësaj sipërfaqeje , fusha elektrike nuk punon, => të gjitha pikat e kësaj sipërfaqeje të tillë kanë të njëjtat"> title="Sipërfaqet ekuipotenciale Nëse vizatojmë një sipërfaqe pingul në secilën pikë me vijat e forcës, atëherë kur ngarkesa lëviz përgjatë kësaj sipërfaqeje, fusha elektrike nuk funksionon, \u003d\u003e të gjitha pikat e kësaj sipërfaqeje të tillë kanë të njëjtat"> !}

Shembuj të sipërfaqeve ekuipotenciale φ1 φ1 φ2 φ2 φ3 φ3 φ4 φ4 φ 4

0 lëvizur përgjatë një qarku të mbyllur ABC D në fushën e një ngarkese pika q 2 >0. Në cilat fusha ishte puna e fushës për të lëvizur ngarkesën: pozitive? negativ? zero? Si ndryshoi fuqia" title="(! GJUHË:A B C D Le të mendojmë 1. Ngarkesa elektrike q 1 > 0 lëvizur përgjatë një qarku të mbyllur ABC D në fushën e një ngarkese pika q 2 >0. Në cilat fusha ishte puna e fushës për të lëvizur ngarkesën: pozitive? negativ? zero? Si ndryshoi fuqia" class="link_thumb"> 11А В С D Le të mendojmë 1. Një ngarkesë elektrike q 1 > 0 është zhvendosur përgjatë një qarku të mbyllur ABC D në fushën e një ngarkese pika q 2 > 0. Në cilat fusha ishte puna e fushës për të lëvizur ngarkesën: pozitive? negativ? zero? Si ndryshoi energjia potenciale e sistemit? Çfarë është e barabartë me punë e plotë duke lëvizur ngarkesën? 2. Potenciali i fushës elektrostatike rritet në drejtim nga poshtë lart. Ku drejtohet vektori i forcës së fushës? Shpjegoni përgjigjen. 3. Krahasoni punën për lëvizjen e ngarkesës q përgjatë secilës prej vijave të fushës elektrike Dihet se të gjitha pikat brenda përcjellësit kanë të njëjtin potencial. Vërtetoje. 0 lëvizur përgjatë një qarku të mbyllur ABC D në fushën e një ngarkese pika q 2 >0. Në cilat fusha ishte puna e fushës për të lëvizur ngarkesën: pozitive? negativ? zero? Si ndryshoi fuqia "\u003e 0 përgjatë qarkut të mbyllur ABC D në fushën e një ngarkese pika q 2\u003e 0. Në cilat fusha ishte puna e fushës për të lëvizur ngarkesën pozitive? Negative? E barabartë me zero? Si a ka ndryshuar energjia potenciale e sistemit Sa është puna totale për të lëvizur ngarkesën 2. Potenciali i fushës elektrostatike rritet në drejtim nga poshtë lart Ku është drejtuar vektori i forcës së fushës Shpjegoni përgjigjen 3. Krahasoni puna për lëvizjen e ngarkesës q përgjatë secilës prej vijave të fuqisë së fushës elektrike. + - 4. Dihet se të gjitha pikat brenda përcjellësit kanë të njëjtin potencial. Vërtetoni."> 0 lëvizur përgjatë një qarku të mbyllur ABC D në fushë. e një ngarkese pikë q 2 >0. Në cilat fusha ishte puna e fushës për të lëvizur ngarkesën: pozitive? negativ? zero? Si u bë fuqia "title="(!LANG:А В С D Konsideroni 1. Ngarkesa elektrike q 1 > 0 u zhvendos përgjatë një qarku të mbyllur АВС D në fushën e një ngarkese pika q 2 >0. "negative" e barabartë në zero se si ndryshoi fuqia"> title="А В С D Le të mendojmë 1. Një ngarkesë elektrike q 1 > 0 është zhvendosur përgjatë një qarku të mbyllur ABC D në fushën e një ngarkese pika q 2 >0. Në cilat fusha ishte puna e fushës për të lëvizur ngarkesën: pozitive? negativ? zero? Si ndryshoi fuqia?"> !}

Zgjidheni dhe shkruani 1. Çfarë pune bën një fushë elektrike kur një ngarkesë prej 2 nC lëviz nga një pikë me potencial 20 V në një pikë me potencial 200 V? Jepet: q \u003d 2 nC \u003d 2 x C φ 1 \u003d 20 V φ 2 \u003d 200 V __________________________ A -? Zgjidhja: Α \u003d q (φ 1 - φ 2) \u003d 2 x C (20 V - 200 V) \u003d \u003d - 0,36 μJ. Përgjigje: A \u003d 0,36 μJ. 2. Fusha formohet nga një ngarkesë prej 17 nC. Çfarë pune duhet bërë për të zhvendosur të njëjtën ngarkesë prej 4 nC nga një pikë 0,5 m larg ngarkesës së parë në një pikë 0,05 m larg saj? Jepet: q 1 \u003d 17 nCl \u003d 17 x C d 1 \u003d 0,5 m; d 2 \u003d 0,05 m; q 2 \u003d 4 nCl \u003d 4 x C A -? Zgjidhja: A \u003d q 2 Ed 2 - q 2 Ed 1 \u003d kq 2 q 1 (1 / d 2 - 1 / d 1) \u003d \u003d 11 μJ Përgjigje: A \u003d 11 μJ.

Literatura dhe burimet e internetit 1. Myakishev G. Ya. Fizikë: një libër shkollor për klasën e 10 institucionet arsimore/ G. Ya. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky. - M. : Edukimi, 2009. 2. Kirik L. A., Gendenshtein L. E., Gelfgat I. M. Probleme në fizikë për një shkollë të specializuar me shembuj të zgjidhjeve të klasës. Ed. V. A. Orlova. - M.: Ileksa, Shaskolskaya M.P., Eltsin I.A. Mbledhja e problemeve të zgjedhura në fizikë. Ed. prof. S. E. Khaikin. - M.: Nauka, 1974.

Kontrollimi i detyrave të shtëpisë

1. Çfarë quhet fushë elektrike?

2. Çfarë krijon një fushë elektrike?

3. Çfarë quhet forca e fushës elektrike?

4. Në çfarë njësi matet forca e fushës elektrike?

5. Si drejtohet vektori i tensionit në fushën e ngarkesës pozitive, në fushën e ngarkesës negative?

6. Pse futen linjat e fushës elektrike?

7. Cili është parimi i mbivendosjes së fushave elektrike?

Trupat e ngarkuar tërheqin ose sprapsin njëri-tjetrin. Kur lëvizin trupat e ngarkuar, forcat që veprojnë mbi to bëjnë puna. Nga mekanika dihet se një sistem i aftë për të bërë punë për shkak të ndërveprimit të trupave me njëri-tjetrin ka energji potenciale. Kjo do të thotë se një sistem trupash të ngarkuar ka një energji potenciale të quajtur elektrostatike ose elektrike .

Punoni kur lëvizni një ngarkesë në një fushë elektrostatike uniforme.

Një fushë uniforme krijohet, për shembull, nga pllaka të mëdha metalike paralele që kanë ngarkesa të kundërta. Kjo fushë ndikon në tarifën q me forcë të vazhdueshme

Puna nuk varet nga forma e trajektores.

Prandaj, forca elektrostatike është konservatore.

Puna e një force konservatore është e barabartë me ndryshimin e energjisë potenciale, marrë me shenjën e kundërt:

Energjia potenciale e një ngarkese në një fushë elektrostatike uniforme është:

Nëse fusha bën punë pozitive, atëherë energjia potenciale e një trupi të ngarkuar në fushë zvogëlohet:

Në të njëjtën kohë, sipas ligjit të ruajtjes së energjisë, energjia e saj kinetike rritet.

Nëse puna është negative, atëherë

Energjia kinetike zvogëlohet.

Në një trajektore të mbyllur, puna në terren është zero:

Fushat me këtë veti quhen fusha potenciale.

Potenciali

Energjia potenciale e një ngarkese në një fushë elektrostatike është proporcionale me ngarkesën. Rrjedhimisht

Raporti i energjisë potenciale ndaj ngarkesës nuk varet nga ngarkesa e vendosur në fushë.

Potenciali i një pike në një fushë elektrostatike është raporti i energjisë potenciale të një ngarkese të vendosur në një pikë të caktuar me këtë ngarkesë.

- skalar, karakteristikë energjetike e fushës.

Diferencë potenciale

Ndryshimi i mundshëm nuk varet nga zgjedhja e nivelit zero të referencës së mundshme.

Këtu është ndryshimi i potencialit (tensioni).

Diferenca potenciale (tensioni) midis dy pikave është e barabartë me raportin e punës në terren kur lëvizni një ngarkesë pozitive nga pika e fillimit në pikën përfundimtare me vlerën e kësaj ngarkese.

Njësia e diferencës së potencialit 1V=1J/1C.