§1.18. düzgün bir elektrik alanındaki bir yükün potansiyel enerjisi. nokta yüklerin etkileşim enerjisi. Alan çizgi desenleri

Doğru bir resim oluşturun kuvvet hatları yüklü vücut zor bir iştir. İlk önce E(x, y, z) alan şiddetini koordinatların bir fonksiyonu olarak hesaplamalıyız. Ama bu hala yeterli değil. Geriye, çizginin her noktasında ona teğet gerilim yönü ile çakışacak şekilde sürekli çizgiler çizmenin zor görevi kalır. Böyle bir görevi özel bir programda çalışan bir bilgisayara emanet etmek en kolay yoldur.

Ancak, alan çizgilerinin dağılımının doğru bir resmini oluşturmak her zaman gerekli değildir. Bazen, şunu unutmadan, yaklaşık resimler çizmek yeterlidir:

kuvvet çizgileri açık çizgilerdir: pozitif yüklü cisimlerin yüzeyinde (veya sonsuzda) başlar ve negatif yüklü cisimlerin yüzeyinde (veya sonsuzda) biter;

kuvvet çizgileri kesişmez, çünkü alanın her noktasında yoğunluk vektörü yalnızca bir yöne sahiptir;

yükler arasında, kuvvet çizgileri hiçbir yerde kesintiye uğramaz.

Şekil 7-10 alan çizgilerinin resimlerini göstermektedir: pozitif yüklü bir top (Şekil 7); iki zıt yüklü top (Şekil 8); iki benzer yüklü top (Şekil 9); yükleri eşit büyüklükte ve zıt işaretli iki plaka (Şekil 10).

Şekil 10, plakaların kenarlarından uzaktaki plakalar arasındaki boşlukta, kuvvet çizgilerinin paralel olduğunu göstermektedir: buradaki elektrik alanı her noktada aynıdır.

Uzayda her noktada şiddeti aynı olan elektrik alana denir. homojen.

Düzgün bir elektrostatik alanda bir yükü hareket ettirirken çalışın. Örneğin, zıt yüklere sahip büyük paralel metal plakalar tarafından tek tip bir alan oluşturulur. Bu alan şarjı etkiler q sabit kuvvetle F = qE, tıpkı dünyanın sabit bir kuvvetle hareket etmesi gibi F = mg yüzeyine yakın bir taş üzerinde.

Plakaların dikey olarak düzenlenmesine izin verin (Şekil 2), sol plaka pozitif yüklü ve - negatif Pozitif bir yükü taşırken alanın yaptığı işi hesaplayın q bir noktadan 1, uzaktan d x sol plakadan noktaya 2, uzakta bulunan d 2 ondan.

puan 1 ve 2 aynı kuvvet hattında yatın:

bir =qE (g 1 - d 2 ) = qE∆ d. (1)

Bu iş, tıpkı yerçekimi işinin yörüngenin şekline bağlı olmadığı gibi, yörüngenin şekline bağlı değildir.

Potansiyel enerji. Elektrostatik kuvvetin işi, uygulama noktasının yörüngesinin şekline bağlı olmadığından, bu kuvvet muhafazakardır ve formüle göre işi, zıt ile alınan potansiyel enerjideki değişime eşittir. işaret:

A = -(W n 2 - W nl ) = -∆ W n .

Ortaya çıkan ifadeyi potansiyel enerjinin genel tanımıyla karşılaştırdığımızda görüyoruz ki düzgün bir elektrostatik alandaki bir yükün potansiyel enerjisi:

W n = qEd.

Alan pozitif iş yaparsa, alandaki yüklü bir cismin potansiyel enerjisi azalır: ∆ W n < A. Aynı zamanda, enerjinin korunumu yasasına göre kinetik enerjisi artar. Ve bunun tersi, eğer iş negatifse (örneğin, pozitif yüklü bir parçacık alan kuvveti vektörünün yönünün tersi yönde hareket ettiğinde) E, sonra ∆ W n > 0. Potansiyel enerji büyür ve kinetik enerji azalır, parçacık yavaşlar.

Kapalı bir yörüngede, yük başlangıç noktasına döndüğünde saha çalışması sıfırdır:

A = -∆ W n = -(W nl - W n 2 ) = 0.

Elektrostatik alandaki yüklü parçacıklar potansiyel enerjiye sahiptir. Bir parçacık alanın bir noktasından diğerine hareket ettiğinde, elektrik alanı yörüngenin şekline bağlı olmayan bir iş yapar. Bu iş, "-" işaretiyle alınan potansiyel enerjideki değişime eşittir.

Mekanikte, cisimlerin birbirleri üzerindeki karşılıklı hareketi, kuvvet ve potansiyel enerji ile karakterize edilir. Yükler arasındaki etkileşimi gerçekleştiren elektrostatik alan da iki nicelik ile karakterize edilir. Alan gücü güç özelliği.Şimdi enerji karakteristiğini tanıtalım - potansiyel.

Alan potansiyeli. Herhangi birinin işi elektrostatik alan Yüklü bir cisim içinde bir noktadan diğerine hareket ettiğinde, işin yaptığı gibi, yörüngenin şekline de bağlı değildir. homojen alan. Kapalı bir yörüngede elektrostatik alanın işi her zaman sıfırdır. Bu özelliğe sahip alanlara denir potansiyel.Özellikle noktasal yükün elektrostatik alanı potansiyel bir karaktere sahiptir.

Bir potansiyel alanın işi, potansiyel enerjideki değişim olarak ifade edilebilir. formül bir = - (W n 2 - W nl ) herhangi bir elektrostatik alan için geçerlidir. Ancak sadece homojen bir alan durumunda potansiyel enerji formül ile ifade edilir .

Potansiyel. Elektrostatik alandaki bir yükün potansiyel enerjisi, yükle orantılıdır. Bu hem homojen bir alan hem de homojen olmayan bir alan için geçerlidir. Sonuç olarak, potansiyel enerjinin yüke oranı, alana yerleştirilen yüke bağlı değildir.

Bu, alanın yeni bir nicel özelliğini tanıtmanıza olanak tanır - potansiyel φ , alana yerleştirilen yükten bağımsızdır.

Bildiğimiz gibi potansiyel enerjinin değerini belirlemek için referansının sıfır seviyesini seçmek gerekir. Bir yükler sistemi tarafından yaratılan alan potansiyeli belirlenirken, alanın sonsuz uzak noktasındaki potansiyelin sıfıra eşit olduğu varsayılır.

Elektrostatik alanın bir noktasının potansiyeli, içine yerleştirilen bir yükün potansiyel enerjisinin oranıdır. verilen nokta, bu ücrete.

Bu tanıma göre, potansiyel:

Alan kuvveti E- vektör miktarı. O temsil eder güç karakteristiği yüke etki eden kuvveti belirleyen alan q bu noktada sahada. Ve potansiyel φ bir skalerdir, alanın enerji karakteristiği, yükün potansiyel enerjisini belirler q bu noktada sahada.

İki yüklü plakalı örnekte, sıfır potansiyelli bir nokta olarak, negatif yüklü bir plaka üzerinde bir nokta seçersek, formüllere göre, düzgün bir alanın potansiyeli şuna eşittir:

Potansiyel fark. Potansiyel enerji gibi, belirli bir noktadaki potansiyelin değeri, potansiyelin referansı için sıfır seviyesinin seçimine, yani potansiyeli sıfır olduğu varsayılan bir noktanın seçimine bağlıdır. potansiyel değişiklik potansiyel referansın sıfır seviyesinin seçimine bağlı değildir.

Potansiyel enerji olduğundan, alan kuvvetlerinin işi şuna eşittir:

İşte potansiyel fark, yani yörüngenin ilk ve son noktalarındaki potansiyel değerlerindeki fark.

Elektrik enerjisi Mekaniğin seyrinden, yerçekimi kuvvetleri aracılığıyla etkileşen cisimlerin potansiyel enerjisi olduğu bilinmektedir. Coulomb'un elektrik yüklü cisimlerin etkileşimi yasası, yasa ile aynı matematiksel forma sahiptir. Yerçekimi. Bundan, yüklü cisimler sisteminin de potansiyel enerjiye sahip olduğu sonucuna varabiliriz. Ego, yüklü cisimler sisteminin belirli bir işi yapma yeteneğine sahip olduğu anlamına gelir.

Örneğin, böyle bir iş, bir elektroskobun yüklü yaprakları birbirinden itildiğinde yapılır.

Yüklü cisimlerin potansiyel enerjisine elektrik veya Coulomb denir.

Bir atomda elektronların çekirdekle etkileşim enerjisi ve moleküllerde atomların birbirleriyle etkileşim enerjisi (kimyasal enerji) esas olarak Elektrik enerjisi. Muazzam elektrik enerjisi içeride depolanır atom çekirdeği. Bu enerjiden dolayı çalışma sırasında ısı açığa çıkar. nükleer reaktör nükleer enerji santrali.

Kısa menzilli hareket teorisi açısından, yüke doğrudan etki eden diğer yükler değil, onların yarattığı elektrik alanıdır.Yük hareket ettiğinde, alandan ona etki eden kuvvettir. işi yapar. (İleride, kısaca alanın çalışmasından bahsedeceğiz.) Bu nedenle, yalnızca yüklü parçacıklar sisteminin enerjisinden değil, aynı zamanda bir elektrik alanındaki yüklü bir cismin potansiyel enerjisinden de bahsedebiliriz. .

Düzgün bir elektrik alanındaki yükün potansiyel enerjisini bulalım.

Düzgün bir alanda bir yükü taşırken çalışın.Örneğin, zıt yüklere sahip büyük metal plakalar tarafından tek tip bir alan oluşturulur. Bu alan, Dünya'nın yüzeyine yakın bir taş üzerinde sabit bir kuvvetle hareket etmesi gibi, sabit bir kuvvetle bir yük üzerinde hareket eder. Plakalar, sol plaka B negatif yüklü ve sağ plaka pozitif olarak dikey olarak yerleştirilsin (Şek. 124). Yükü B plakasından uzakta bulunan 1 noktasından aynı plakadan uzakta bulunan 2 noktasına hareket ettirirken alanın yaptığı işi hesaplayalım. 1. ve 2. noktalar aynı alan çizgisi üzerindedir.

Yolun bölümünde, elektrik alanı işi yapacak:

Bu iş yörüngenin şekline bağlı değildir.

Sabit bir yerçekimi kuvveti için karşılık gelen kanıt, VIII. sınıf fizik ders kitabında verilmiştir ve sabit bir kuvvet için tekrar etmeye gerek yoktur. Burada yalnızca gücün değişmezliği olgusu esastır, kökeni değil.

Potansiyel enerji.İş, vücudun yörüngesinin şekline bağlı değilse, zıt işaretle alınan vücudun potansiyel enerjisindeki değişime eşittir. (Hakkında

Bu, VIII. sınıf fizik dersinde ayrıntılı olarak tartışıldı.) Gerçekten de,

Plakadan belirli bir uzaklıkta düzgün bir elektrik alanındaki potansiyel yük enerjisi.

Formül (8.19), Dünya yüzeyinin üzerindeki bir cismin potansiyel enerjisi formülüne benzer. Ancak yük, kütlenin aksine pozitif veya negatif olabilir. Eğer öyleyse potansiyel enerji (8.19) negatiftir.

Alan pozitif iş yaparsa, alandaki yüklü bir cismin potansiyel enerjisi azalır: Aynı zamanda enerjinin korunumu yasasına göre kinetik enerjisi artar. Bu, vakum tüplerinde, televizyon tüplerinde vb. bir elektrik alanı tarafından elektronların hızlandırılmasının temelidir. Tersine, iş negatif ise (örneğin, pozitif yüklü bir parçacık E çekme yönünün tersi yönde hareket ettiğinde; bu hareket yukarı doğru atılan bir taşın hareketine benzer), o zaman Potansiyel enerji artar, ve kinetik enerji azalır: parçacık yavaşlar.

Kapalı bir yörüngede, yük başlangıç noktasına döndüğünde saha çalışması sıfırdır:

Sıfır potansiyel enerji seviyesi. Potansiyel enerji (8.19), B plakasının yüzeyinde sıfıra eşittir. Bu, sıfır potansiyel enerji seviyesinin B plakası ile çakıştığı anlamına gelir. Ancak, yerçekimi kuvvetlerinde olduğu gibi, sıfır potansiyel enerji seviyesi keyfi olarak seçilir. B plakasından uzakta olduğunu varsayabiliriz.

Fiziksel anlamı olan potansiyel enerjinin kendisi değil, yük ilk konumdan son konuma hareket ederken alanın çalışmasıyla belirlenen değerlerindeki farktır.

Yazar: Irina Vladimirovna Bakhtina, fizik öğretmeni, MBOU "Ortaokul 3", Novy Oskol Belgorod bölgesi Düzgün bir elektrostatik alanda yüklü bir cismin potansiyel enerjisi. Potansiyel. Potansiyel fark. Е φ1 φ1 φ2 φ2 φ3 φ

İÇİNDEKİLER Yükü hareket ettirmek için alanın işi ……… Yüklü bir cismin potansiyel enerjisi.…….………………… Elektrostatik alan potansiyeli …….…………………………… İlişki yoğunluk ve gerilim arasında..……………… Düşünelim…………………………..……………………..…………………..

Düzgün bir elektrostatik alanda bir yükü hareket ettirirken çalışma + - E 1 2 d1d1 d2d2 ΔdΔd Hareket ederken alanın işini hesaplayın pozitif yük q, "-" plakasından d 1 mesafesinde bulunan 1 noktasından, d 2 mesafesinde bulunan 2 noktasına. Saha çalışması pozitiftir ve şuna eşittir: A = F (d 1 - d 2) = qE (d 1 - d 2) = = - (qEd 2 - qEd 1)

Alanın işi yörüngenin şekline bağlı değildir Е 1 2 Adımların E alan kuvvetine dik olan kısımları boyunca hareket ederken, hiçbir iş yapılmaz ΔdΔd ΔdΔd Adımların E'ye paralel kısımları boyunca hareket ederken, iş bitti çalışmaya eşit yükü alan çizgisi boyunca Δd mesafesinde 1 noktasından 2 noktasına hareket ettirerek

Potansiyel enerji bilinen gerçek: İş yörüngenin şekline bağlı değilse, o zaman zıt işaretle alınan potansiyel enerjideki değişime eşittir, yani. A \u003d - (W p 2 - W p1) \u003d - Δ W p Daha önce şu formülü almıştık: A \u003d - ( qEd 2 – qEd 1) Açıkçası, düzgün bir elektrostatik alandaki bir yükün potansiyel enerjisi: W p = qEd Önemli bağımlılıklar A > 0 ise, o zaman Δ W p 0, o zaman ΔWp

Bir elektrostatik alanın potansiyeli Bir cismi bir noktadan diğerine taşırken alanın işi, yörüngenin şekline bağlı değildir. Bir cismi kapalı bir yörüngede hareket ettirirken alanın işi sıfırdır. potansiyel; 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 formülü yalnızca düzgün bir elektrostatik alan için geçerlidir, bu nedenle W p / q = const Potansiyeli bir elektrostatik alana, alandaki yükün potansiyel enerjisinin bu yüke oranı denir φ =φ = WpWp q Potansiyel - alanın enerji özelliği SI'deki potansiyel birimi: 1[ φ ]=1B

Potansiyel fark Belirli bir noktadaki potansiyelin değeri, potansiyel referans için sıfır seviyesinin seçimine bağlıdır.Potansiyeldeki değişiklik, potansiyel referansın sıfır seviyesinin seçimine bağlı değildir. 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 burada U \u003d φ 1 - φ 2 potansiyel farktır, yani. yörüngenin ilk ve son noktalarındaki potansiyel değerlerdeki fark U = φ 1 - φ 2 = Α / q SI'daki potansiyel fark birimi: 1[U] = 1 J / C = 1 V

Elektrostatik alan kuvveti ve voltaj arasındaki ilişki 12 ΔdΔd E A = qE Δ d Α = q (φ 1 - φ 2) = qU U = E Δ d E = U / Δ d U - 1 ve 2 noktaları arasındaki potansiyel fark; Δd, E vektörü ile çakışan bir yer değiştirme vektörüdür. Α \u003d q (φ 1 - φ 2) > 0 olduğundan, φ 1 > φ 2 => ! ! ! tansiyon Elektrik alanı azalan potansiyel yönünde yönlendirilmiş SI'deki gerilim birimi: 1[E]=1B/ m 0, sonra φ 1 > φ 2 => ! ! ! elektrik alan kuvveti azalan potansiyel yönünde yönlendirilir SI'daki kuvvet birimi: 1[E]=1B/m">

Bu tür yüzeyin tüm noktaları aynı "title="(!LANG:Eşipotansiyel yüzeyler) aynı" class="link_thumb"> 9 !} Eşpotansiyel yüzeyler Her noktada kuvvet çizgilerine dik bir yüzey çizersek, yük bu yüzey boyunca hareket ettiğinde elektrik alanı iş yapmaz, => bu yüzeyin tüm noktaları aynı potansiyele sahiptir. Eşpotansiyel - Yüzeyler eşit potansiyel homojen bir alan için - bir nokta yük alanı için düzlemler - eşmerkezli küreler bir elektrostatik alandaki herhangi bir iletkenin yüzeyi Е ΔdΔd + Е ΔdΔd bu tür yüzeyin tüm noktaları aynı "> bu tür yüzeyin tüm noktaları aynı potansiyele sahiptir. Eşpotansiyel - düzgün bir alan için eşit potansiyele sahip yüzeyler - bir nokta yük alanı için düzlemler - eşmerkezli küreler bir elektrostatikteki herhangi bir iletkenin yüzeyi alan E ΔdΔd + Е ΔdΔd"> bu tür yüzeyin tüm noktaları aynı " title="(!LANG:Eşipotansiyel yüzeyler Her noktada kuvvet çizgilerine dik bir yüzey çizerseniz, yük bu yüzey boyunca hareket ettiğinde , elektrik alanı iş yapmaz, => bu tür yüzeyin tüm noktaları aynı"> title="Eş potansiyel yüzeyler Her noktada kuvvet çizgilerine dik bir yüzey çizersek, yük bu yüzey boyunca hareket ettiğinde, elektrik alanı çalışmaz, \u003d\u003e bu tür yüzeyin tüm noktaları aynıdır"> !}

Eş potansiyel yüzey örnekleri φ1 φ1 φ2 φ2 φ3 φ3 φ4 φ4 φ 4

0, bir noktasal yük q 2 >0 alanında bir kapalı devre ABC D boyunca hareket etti. Alanın yükü taşımak için yaptığı çalışma hangi alanlardaydı: pozitif mi? olumsuz? sıfır? Güç nasıl değişti" title="(!LANG:A B C D Düşünelim 1. Elektrik şarjı q 1 > 0 noktasal yük q 2 >0 alanında bir ABC D kapalı devresi boyunca hareket etti. Alanın yükü taşımak için yaptığı çalışma hangi alanlardaydı: pozitif mi? olumsuz? sıfır? Etki nasıl değişti" class="link_thumb"> 11А В С D Diyelim ki 1. Bir q 1 > 0 elektrik yükü ABC D kapalı devresi boyunca q 2 > 0 noktasal yük alanında hareket ettirildi. Alanın yükü taşımak için yaptığı çalışma hangi alanlardaydı: pozitif mi? olumsuz? sıfır? Sistemin potansiyel enerjisi nasıl değişti? neye eşittir tam iş yük hareket ettirerek mi? 2. Elektrostatik alanın potansiyeli aşağıdan yukarıya doğru artar. Alan kuvveti vektörü nereye yönlendirilir? Cevabı açıklayın. 3. q yükünü elektrik alan çizgilerinin her biri boyunca hareket ettirme işini karşılaştırın.İletkenin içindeki tüm noktaların aynı potansiyele sahip olduğu bilinmektedir. Kanıtla. 0, bir noktasal yük q 2 >0 alanında bir kapalı devre ABC D boyunca hareket etti. Alanın yükü taşımak için yaptığı çalışma hangi alanlardaydı: pozitif mi? olumsuz? sıfır? Nokta yükü q 2\u003e 0 alanında kapalı devre ABC D boyunca "\u003e 0 gücü nasıl değişti. Alanın yükü pozitif hareket ettirmek için hangi alanlarda oldu? Negatif? Sıfıra eşit mi? Nasıl Sistemin potansiyel enerjisi değişti mi Yükü hareket ettirmek için yapılan toplam iş nedir 2. Elektrostatik alanın potansiyeli aşağıdan yukarıya doğru artar Alan kuvveti vektörü nereye yönlendirilir Cevabı açıklayın 3. Karşılaştırın q yükünü elektrik alan şiddeti çizgilerinin her biri boyunca hareket ettirme işi + - 4. İletkenin içindeki tüm noktaların aynı potansiyele sahip olduğu bilinmektedir. Kanıtlayın. nokta yükü q 2 >0. Alanın yükü taşımak için yaptığı çalışma hangi alanlardaydı: pozitif mi? olumsuz? sıfır? "title="(!LANG:А В С D 1'i düşünün) potensi nasıl oldu? Elektrik yükü q 1 > 0, noktasal yük q 2 >0 alanında kapalı bir devre АВС D boyunca hareket ettirildi. "negatif" eşit gücün nasıl değiştiğini sıfıra"> title="А В С D Diyelim ki 1. Bir q 1 > 0 elektrik yükü ABC D kapalı devresi boyunca q 2 > 0 noktasal yük alanında hareket ettirildi. Alanın yükü taşımak için yaptığı çalışma hangi alanlardaydı: pozitif mi? olumsuz? sıfır? Güç nasıl değişti?"> !}

Çözün ve yazın 1. 2 nC'lik bir yük 20 V potansiyeli olan bir noktadan 200 V potansiyeli olan bir noktaya hareket ettiğinde bir elektrik alanı ne iş yapar? Verilen: q \u003d 2 nC \u003d 2 x C φ 1 \u003d 20 V φ 2 \u003d 200 V ____________ A -? Çözüm: Α \u003d q (φ 1 - φ 2) \u003d 2 x C (20 V - 200 V) \u003d \u003d - 0,36 μJ. Cevap: A \u003d 0.36 μJ. 2. Alan, 17 nC'lik bir yükten oluşur. 4 nC'lik aynı yükü ilk yükten 0,5 m uzaklıktaki bir noktadan 0,05 m uzaklıktaki bir noktaya taşımak için ne iş yapılmalıdır? Verilen: q 1 \u003d 17 nCl \u003d 17 x C d 1 \u003d 0,5 m; d2 \u003d 0,05 m; q 2 \u003d 4 nCl \u003d 4 x CA -? Çözüm: 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 Cevap: A \u003d 11 μJ.

Edebiyat ve İnternet kaynakları 1. Myakishev G. Ya. Fizik: 10. sınıf için bir ders kitabı Eğitim Kurumları/ G. Ya. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky. - M. : Eğitim, 2009. 2. Kirik L. A., Gendenshtein L. E., Gelfgat I. M. Sınıf çözümleri örnekleri ile özel bir okul için fizik problemleri. Ed. V.A. Orlova. - M.: Ileksa, Shaskolskaya M.P., Eltsin I.A. Fizikte seçilmiş problemlerin toplanması. Ed. Prof. S.E. Khaikin. - M.: Nauka, 1974.

ödev kontrolü

1. Elektrik alanı nedir?

2. Elektrik alanı ne oluşturur?

3. Elektrik alanın kuvvetine ne denir?

4. Elektrik alan şiddeti hangi birimlerde ölçülür?

5. Pozitif yük alanında, negatif yük alanında gerilim vektörü nasıl yönlendirilir?

6. Elektrik alan çizgileri neden tanıtıldı?

7. Elektrik alanlarının üst üste gelme ilkesi nedir?

Yüklü cisimler birbirini çeker veya iter. Yüklü cisimleri hareket ettirirken, üzerlerine etkiyen kuvvetler iş. Cisimlerin birbirleriyle etkileşmesinden dolayı iş yapabilen bir sistemin potansiyel enerjiye sahip olduğu mekanikten bilinmektedir. Bu, yüklü cisimlerden oluşan bir sistemin potansiyel enerjiye sahip olduğu anlamına gelir. elektrostatik veya elektriksel .

Düzgün bir elektrostatik alanda bir yükü hareket ettirirken çalışın.

Örneğin, zıt yüklere sahip büyük paralel metal plakalar tarafından tek tip bir alan oluşturulur. Bu alan şarjı etkiler q sabit kuvvetle

İş, yörüngenin şekline bağlı değildir.

Bu nedenle, elektrostatik kuvvet korunumludur.

Muhafazakar bir kuvvetin işi, zıt işaretle alındığında potansiyel enerjideki değişime eşittir:

Düzgün bir elektrostatik alandaki bir yükün potansiyel enerjisi:

Alan pozitif iş yaparsa, alandaki yüklü bir cismin potansiyel enerjisi azalır:

Aynı zamanda, enerjinin korunumu yasasına göre kinetik enerjisi artar.

İş negatifse, o zaman

Kinetik enerji azalır.

Kapalı bir yörüngede saha çalışması sıfırdır:

Bu özelliğe sahip alanlara potansiyel alanlar denir.

Potansiyel

Elektrostatik alandaki bir yükün potansiyel enerjisi, yükle orantılıdır. Sonuç olarak

Potansiyel enerjinin yüke oranı, alana yerleştirilen yüke bağlı değildir.

Elektrostatik alandaki bir noktanın potansiyeli, belirli bir noktaya yerleştirilen bir yükün potansiyel enerjisinin bu yüke oranıdır.

- alanın skaler, enerji karakteristiği.

Potansiyel fark

potansiyel değişiklik potansiyel referansın sıfır seviyesinin seçimine bağlı değildir.

İşte potansiyel fark (voltaj).

İki nokta arasındaki potansiyel fark (voltaj), pozitif bir yükü başlangıç noktasından son noktaya taşırken yapılan alan çalışmasının bu yükün değerine oranına eşittir.

Potansiyel fark birimi 1V=1J/1C.