elektrostatik alan- e-posta sabit bir yükün alanı.
Fel, hücumda hareket ediyor, onu hareket ettiriyor, iş yapıyor.
Düzgün bir elektrik alanında Fel = qE sabit bir değerdir

Saha çalışması (elektronik kuvvet) bağlı değil yörüngenin şeklinde ve kapalı bir yörüngede = sıfır.

Elektrostatik(elektro... ve statikten) , sabit elektrik yüklerinin etkileşimini inceleyen elektrik teorisinin bir dalı. aracılığıyla gerçekleştirilir elektrostatik alan. E'nin temel yasası - Coulomb hareketsizlerin etkileşiminin gücünü belirleyen yasadır. nokta ücretleri büyüklüklerine ve aralarındaki mesafeye bağlı olarak.

Elektrik yükleri elektrostatik alan kaynaklarıdır. Bu gerçek Gauss teoremi ile ifade edilir. Elektrostatik alan potansiyeldir, yani elektrostatik alandan gelen yüke etki eden kuvvetlerin işi yolun şekline bağlı değildir.

Elektrostatik alan denklemleri karşılar:

div D= 4pr, çürük E = 0,

nerede D- elektrik indüksiyon vektörü (bkz. Elektrik ve manyetik indüksiyon), E - elektrostatik alan gücü, r - yoğunluk elektrik şarjı. İlk denklem diferansiyel form Gauss teoremi ve ikincisi elektrostatik alanın potansiyel doğasını ifade eder. Bu denklemler şu şekilde elde edilebilir: özel durum Maxwell denklemleri.

Elektrik mühendisliğinin tipik problemleri, iletkenlerin yüzeylerindeki yüklerin her birinin bilinen toplam yüklerinden veya potansiyellerinden dağılımını bulmak ve ayrıca bir iletken sisteminin enerjisini onların yüklerinden ve potansiyellerinden hesaplamaktır.

arasında bağlantı kurmak için güç karakteristiği Elektrik alanı tansiyon ve enerji özellikleri potansiyel düşünmek temel iş noktasal yükün sonsuz küçük yer değiştirmesi üzerindeki elektrik alan kuvvetleri q:d A=qE d ben, aynı iş zarara eşittir potansiyel enerjişarj q:d bir = - d W P = - q d, burada d, d yolu boyunca elektrik alan potansiyelindeki değişikliktir. ben. İfadelerin doğru kısımlarını eşitleyerek şunları elde ederiz: E d ben d veya Kartezyen koordinat sisteminde

Eski d x + Ey d y+Ez d z=d , (1.8)

nerede Eski,E y,Ez- koordinat sisteminin eksenleri üzerindeki gerilim vektörünün izdüşümleri. (1.8) ifadesi toplam diferansiyel, sonra elimizdeki yoğunluk vektörünün projeksiyonları için

eş potansiyel yüzey- herhangi bir potansiyele uygulanabilir bir kavram Vektör alanıörneğin, statik bir elektrik alanına veya Newton'un yerçekimi alanına (Yerçekimi). Bir eş potansiyel yüzey, üzerinde belirli bir skaler potansiyelin bulunduğu bir yüzeydir. potansiyel alan sabit bir değer alır. Bir başka eşdeğer tanım, noktalarından herhangi birinde ortogonal olan bir yüzeydir. kuvvet hatları alanlar.

Elektrostatikte bir iletkenin yüzeyi eş potansiyel bir yüzeydir. Ek olarak, bir eş potansiyel yüzeye bir iletken yerleştirmek, elektrostatik alanın konfigürasyonunda bir değişikliğe neden olmaz. Bu gerçek, karmaşık konfigürasyonlar için elektrostatik alanın hesaplanmasına izin veren görüntüleme yönteminde kullanılır.

Yerçekimi alanında, hareketsiz bir sıvının seviyesi eş potansiyel yüzey tarafından belirlenir. Özellikle, okyanusların seviyesi, Dünya'nın yerçekimi alanının eş potansiyel yüzeyi boyunca geçer. Dünya yüzeyine uzanan okyanus seviyesinin eş potansiyel yüzeyine jeoid denir ve jeodezide önemli bir rol oynar.

5.Elektrik kapasitesi- bir iletkenin özelliği, bir elektrik yükü biriktirme yeteneğinin bir ölçüsü. Elektrik devreleri teorisinde kapasitans, iki iletken arasındaki karşılıklı kapasitanstır; iki terminalli bir ağ şeklinde sunulan elektrik devresinin kapasitif elemanının parametresi. Bu kapasite, elektrik yükünün büyüklüğünün bu iletkenler arasındaki potansiyel farka oranı olarak tanımlanır.

SI sisteminde kapasitans farad cinsinden ölçülür. Santimetre cinsinden cgs sisteminde.

Tek bir iletken için kapasitans, diğer tüm iletkenlerin sonsuzda olduğu ve sonsuzdaki noktanın potansiyelinin sıfıra eşit alındığı varsayılarak, iletkenin yükünün potansiyeline oranına eşittir. matematiksel biçimde bu tanım forma sahip

Neresi Q- şarj, sen- iletken potansiyeli.

Kapasitans, iletkenin geometrik boyutları ve şekli ile belirlenir ve elektriksel özellikler çevre(o geçirgenlik) ve iletkenin malzemesine bağlı değildir. Örneğin, iletken bir yarıçap topunun kapasitansı R eşittir (SI sisteminde):

C= 4πε 0 ε R.

Kapasitans kavramı ayrıca bir iletken sistemine, özellikle bir dielektrik - bir kapasitör ile ayrılmış iki iletkenden oluşan bir sisteme atıfta bulunur. Bu durumda karşılıklı kapasite bu iletkenler (kapasitör plakaları), kapasitör tarafından biriken yükün plakalar arasındaki potansiyel farka oranına eşit olacaktır. Düz bir kapasitör için kapasitans:

nerede S- bir astarın alanı (eşit oldukları varsayılır), d- plakalar arasındaki mesafe, ε - plakalar arasındaki ortamın bağıl geçirgenliği, ε 0 = 8.854×10 −12 F/m - elektrik sabiti.

saat paralel bağlantı k kapasitör, toplam kapasitans, ayrı kapasitörlerin kapasitanslarının toplamına eşittir:

C=C1+C2+ … + C k .

Seri bağlandığında k kapasitör, kapasitansların karşılıklılarını toplar:

1/C = 1/C 1+ 1/C2+ … + 1/C k .

Yüklü bir kapasitörün elektrik alanının enerjisi:

W = qU / 2 = CU 2 /2 = q2/ (2C).

6.Elektrik akımı denirkalıcı , mevcut güç ve yönü zamanla değişmezse.

Mevcut güç (genellikle sadece " akım”) iletkende - sayısal olarak skaler bir değer yüke eşit iletkenin kesiti boyunca birim zamanda akan. Bir harfle gösterilir (bazı derslerde - . Vektör akım yoğunluğu ile karıştırılmamalıdır):

Sorunları çözmek için kullanılan temel formül Ohm Yasasıdır:

§ site için elektrik devresi:

Akım, voltajın dirence oranına eşittir.

§ tam bir elektrik devresi için:

E EMF olduğunda, R dış dirençtir, r iç dirençtir.

SI birimi 1 Amper (A) = 1 Coulomb/saniyedir.

Akım gücünü ölçmek için özel bir cihaz kullanılır - bir ampermetre (düşük akımları ölçmek için tasarlanmış cihazlar için miliammetre, mikroammetre, galvanometre isimleri de kullanılır). Akım gücünü ölçmeniz gereken yerde açık devreye dahildir. Akım gücünü ölçmek için ana yöntemler şunlardır: manyetoelektrik, elektromanyetik ve dolaylı (bilinen bir dirençte bir voltmetre ile voltajı ölçerek).

Ne zaman alternatif akım anlık akım gücü, genlik (tepe) akım gücü ve etkin akım gücü ( güce eşit aynı gücü serbest bırakan doğru akım).

akım yoğunluğu - vektör fiziksel miktar, birim alandan geçen akımın gücü anlamına gelir. Örneğin, düzgün bir yoğunluk dağılımı ile:

İletkenin kesiti üzerindeki akım.

Var olmak için gerekli şartlar arasında elektrik akımı ayırt etmek:

Ortamda serbest elektrik yüklerinin bulunması

ortamda bir elektrik alanı oluşturmak

Üçüncü taraf kuvvetleri - bir doğru akım kaynağı içinde elektrik yüklerinin hareketine neden olan elektriksel olmayan nitelikteki kuvvetler.
Coulomb kuvvetleri dışındaki tüm kuvvetler dış kuvvetler olarak kabul edilir.

Elektrik hareket gücü (emf), doğrudan veya alternatif akım kaynaklarındaki dış (potansiyel olmayan) kuvvetlerin hareketini karakterize eden fiziksel bir nicelik; kapalı bir iletken devrede, bir birimi hareket ettirmek için bu kuvvetlerin işine eşittir. pozitif yük kontur boyunca. eğer aracılığıyla E pp, dış kuvvetler alanının gücünü, ardından kapalı bir döngüde emk ( L) eşittir , nerede dl- kontur uzunluğu elemanı.

Potansiyel Kuvvetler elektrostatik (veya sabit) alanlar destekleyemez DC zincirde, bu kuvvetlerin kapalı bir yol üzerindeki işi sıfırdır. Akımın iletkenlerden geçişine, enerjinin serbest bırakılması - iletkenlerin ısınması eşlik eder. Akım kaynaklarının içindeki yüklü parçacıkları harekete geçiren dış kuvvetler: jeneratörler, galvanik hücreler, piller, vb. Dış kuvvetlerin kaynağı farklı olabilir. Jeneratörlerde, dış kuvvetler, girdap elektrik alanından kaynaklanan kuvvetlerdir. manyetik alan zamanla veya hareketli bir iletkendeki elektronlar üzerinde manyetik alandan etki eden Lorentz kuvveti; galvanik hücrelerde ve pillerde, bunlar kimyasal kuvvetlerdir, vb. Eds, belirli bir direnç için devredeki akımın gücünü belirler (bkz. Ohm yasası) . EMF, voltajın yanı sıra volt cinsinden ölçülür.

6. Bir elektrik alanında bir elektrik yükünü hareket ettirirken çalışın

Bir elektrik yükünü düzgün bir elektrik alanında yoğunlukla hareket ettirirken yapılan işi hesaplayalım. Yük, alan kuvveti çizgisi boyunca Ad \u003d d 1 -d 2 (Şek. 110) mesafesinde hareket ederse, iş eşittir

burada d 1 ve d 2 başlangıç ​​ve bitiş noktalarından B plakasına olan mesafelerdir.

Mekanikte, bir yerçekimi alanında iki nokta arasında hareket ederken, yerçekimi işinin vücudun yörüngesine bağlı olmadığı gösterildi. Yerçekimi ve elektrostatik etkileşim kuvvetleri, mesafeye aynı bağımlılığa sahiptir, kuvvet vektörleri, etkileşen nokta gövdelerini bağlayan düz çizgi boyunca yönlendirilir. Bundan, bir elektrik alanında bir yük bir noktadan diğerine hareket ettiğinde, elektrik alan kuvvetlerinin işinin, hareketinin yörüngesine bağlı olmadığı sonucu çıkar.

Hareketin yönü 180° değiştiğinde, elektrik alan kuvvetlerinin işi ve yerçekimi işi tam tersi işaret değiştirir. Eğer q yükünü B noktasından C noktasına hareket ettirirken, elektrik alan kuvvetleri A iş yaptıysa, o zaman q yükünü C noktasından B noktasına aynı yol boyunca hareket ettirirken -A iş yapar. yörüngede, o zaman ve SLE yörüngesi boyunca hareket ederken, iş de yapılır - A. Bundan, yük önce B noktasından C noktasına ve sonra C noktasından B noktasına, yani. kapalı bir yörünge boyunca, elektrostatik alan kuvvetlerinin toplam işi sıfıra eşit olur (Rie.111).

Herhangi bir kapalı yörünge boyunca bir elektrik yükünün hareketi sırasında elektrostatik alan kuvvetlerinin işi sıfıra eşittir.

Herhangi bir kapalı yörünge boyunca kuvvetlerin işi sıfıra eşit olan bir alana potansiyel alan denir. Yerçekimi ve elektrostatik alanlar potansiyel alanlardır.

7. Bir nokta yükünün potansiyel alan potansiyeli kavramı

Bir elektrostatik alanın potansiyeli, alandaki bir yükün potansiyel enerjisinin bu yüke oranına eşit bir skaler değerdir:

Alanın belirli bir noktada enerji karakteristiği. Potansiyel, bu alana yerleştirilen yükün büyüklüğüne bağlı değildir.

çünkü Potansiyel enerji, koordinat sisteminin seçimine bağlıysa, potansiyel bir sabite kadar belirlenir.

Potansiyelin referans noktası için göreve bağlı olarak seçilir: a) Dünyanın potansiyeli, b) alanın sonsuz uzak noktasının potansiyeli, c) kapasitörün negatif plakasının potansiyeli.

Alanların üst üste gelmesi ilkesinin bir sonucu (potansiyeller toplanır cebirsel olarak).

Bir noktada elektrostatik alan potansiyeli r, belirli bir noktaya yerleştirilen bir test noktası yükünün q" potansiyel enerjisinin bu yükün q" değerine oranına eşittir.

φ - q"ya bağlı değildir!

8. Potansiyel fark. Gerilim ve potansiyel arasındaki ilişki

Bu iki potansiyelin değerleri birbirine eşit olmadığında etki ve tepki potansiyellerinde vektör farkı oluşur. Enerji alışverişi sırasında enerji taşıyıcılarının hareket yönünü belirler: ortamdan sisteme veya ters yön. Ortam ve denge sistemi arasındaki potansiyel farkının aksine, dengede olmayan bir sistem içinde yerel bir potansiyel farkı vardır. Bu nedenle iki farklı tanım verilmelidir: 1. Bir denge sistemine göre potansiyel farkı, bir bütün olarak sistemin potansiyeli ile çevrenin potansiyeli (veya komşu bir sistemin potansiyeli) arasındaki farktır. 2. Dengesiz bir sistem içindeki potansiyel fark, bu sistem içindeki alt sistemlerin yerel potansiyelleri arasındaki farktır. Potansiyel fark, daha büyük bir potansiyelden daha küçük olana yönlendirilir, ΔP 12 = (P 1 - Р 2) e 12, (3) olarak yazılabilir; burada Р 1 ve Р 2, sistemin veya çevresinin potansiyelleridir. ; e 12, sistemden ortama veya ters yöndeki yönün birim vektörüdür. Genel durumda, alt simgeler atlanabilir ve ΔP gösterimi kullanılabilir. Yerel potansiyellerin farkı da yönlendirilir, ΔP 12 = (Р j1 − Р j2) e 12, (4) olarak yazılabilir; burada Р j1 ve Р j2, dengesizlik sistemi içindeki farklı alt sistemlerin yerel potansiyelleridir; e 12, alt sistem 1'den alt sistem 2'ye yönün birim vektörüdür.

Gerilim ve potansiyel arasındaki ilişki elektrik alanın karakteristiğini ifade eder. Ayrıca, gerilim onun güç özelliği olarak hizmet ediyorsa ve bu alanın keyfi olarak alınan bir noktasında yüke etki eden kuvvetin büyüklüğünü belirlemenize izin veriyorsa, o zaman potansiyel onun enerji özelliğidir. Elektrik alanının çeşitli noktalarındaki potansiyellere dayanarak, aşağıdaki formülleri kullanarak yükü hareket ettirmek için iş miktarını belirleyebiliriz: A \u003d qU veya A \u003d q (φ₁ - φ₂), burada q yük değeridir, U, alan noktaları arasındaki voltajdır ve φ₁, φ₂ hareketli noktaların potansiyelidir. Tek değerli bir elektrik alanında güç ve potansiyel arasındaki ilişkiyi düşünün. Böyle bir alanın herhangi bir noktasındaki E yoğunluğu aynıdır ve dolayısıyla bir yük birimine etki eden F kuvveti de aynıdır ve E'ye eşittir. Buradan, bu alandaki q yüküne etki eden kuvvetin F = qE'ye eşit olacaktır. Böyle bir alanın iki noktası arasındaki mesafe d'ye eşitse, yük hareket ettiğinde iş yapılacaktır: A = Fd = gEd = g(φ₁-φ₂), burada φ₁-φ₂ noktalar arasındaki potansiyel farktır. Alanın. Dolayısıyla: E= (φ₁-φ₂)/d, yani. düzgün bir elektrik alanının yoğunluğu, bu alanın kuvvet çizgisi boyunca alınan birim uzunluk başına potansiyel farkına eşit olacaktır. Kısa mesafelerde, kuvvet ve potansiyel arasındaki ilişki, homojen olmayan bir alanda benzer şekilde belirlenir, çünkü birbirine yakın iki nokta arasındaki herhangi bir alan homojen olarak alınabilir.

9.Elektrokapasite. Kapasitör.

Kondansatörün elektrik kapasitansı.Şarj oranı ile belirlenen fiziksel miktar q kondansatör plakalarından birine kondansatör plakaları arasındaki gerilime denir Kapasitör kapasitansı:. Plakaların sabit bir şekilde düzenlenmesiyle, kapasitörün kapasitansı, plakalar üzerindeki herhangi bir yük için sabit bir değerdir. Elektrik kapasitesi birimi. Uluslararası sistemdeki elektrik kapasitesinin birimi farad(F). Böyle bir kondansatörün elektrik kapasitesi 1 F olup, plakalara 1 C zıt yükler verildiğinde plakalar arasındaki voltaj 1 V olur.

Kapasitörler. Birbirine benzemeyen elektrik yüklerini ayırmanın en basit yöntemleri - temasla elektrifikasyon, elektrostatik indüksiyon - cisimlerin yüzeyinde yalnızca nispeten az sayıda serbest elektrik yükü elde etmeyi mümkün kılar. Önemli miktarda zıt elektrik yükü biriktirmek için, kapasitörler. kondansatör- bu, kalınlığı iletkenlerin boyutlarına göre küçük olan bir dielektrik tabaka ile ayrılmış iki iletkenden (plaka) oluşan bir sistemdir. Örneğin, paralel olarak yerleştirilmiş ve bir dielektrik katmanla ayrılmış iki düz metal plaka, düz kapasitör. Düz bir kapasitörün plakalarına zıt işaretli eşit yükler verilirse, plakalar arasındaki elektrik alan şiddeti, bir plakanın alan gücünün iki katı olacaktır. Plakaların dışında, elektrik alan şiddeti sıfırdır, çünkü iki plaka üzerindeki farklı işaretlerin eşit yükleri, plakaların dışında, güçleri eşit büyüklükte ancak zıt yönde elektrik alanları oluşturur.

10. Elektrik dipol

elektrik dipol - eşit büyüklükte, ancak zıt işaretli, birbirinden belirli bir mesafede bulunan nokta elektrik yüklerinden oluşan bir sistem.

Yükler arasındaki mesafeye denir dipol kol.

Bir dipolün temel özelliği, bir vektör miktarıdır. elektrik momenti dipol(P).

Test yükünü taşırken q Bir elektrik alanında, elektrik kuvvetleri iş yapar. Küçük bir yer değiştirme ile bu iş (Şekil 1.4.1):

Zamanla değişmeyen dağıtılmış bir yük tarafından oluşturulan bir elektrik alanındaki kuvvetlerin işini düşünün, yani. elektrostatik alan

Bir elektrostatik alanın önemli bir özelliği vardır:

Yükü alanın bir noktasından diğerine taşırken elektrostatik alan kuvvetlerinin çalışması, yörüngenin şekline bağlı değildir, ancak yalnızca başlangıç ​​ve bitiş noktalarının konumu ve yükün büyüklüğü ile belirlenir. .

Yerçekimi alanı benzer bir özelliğe sahiptir ve yerçekimi ve Coulomb kuvvetleri aynı oranlarla tanımlandığından bunda şaşırtıcı bir şey yoktur.

İşin yörünge şeklinden bağımsız olmasının bir sonucu aşağıdaki ifadedir:

Yükü herhangi bir kapalı yörünge boyunca hareket ettirirken elektrostatik alan kuvvetlerinin işi sıfıra eşittir.

Bu özelliğe sahip kuvvet alanları denir potansiyel veya tutucu .

Şek. 1.4.2, bir nokta yükünün Coulomb alanının kuvvet çizgilerini gösterir Q ve iki farklı test şarj yörüngesi q başlangıç ​​noktasından (1) bitiş noktasına (2) kadar. Yörüngelerden birinde, küçük bir yer değiştirme ayırt edilir Çalışma Δ A Bu yer değiştirme üzerindeki Coulomb kuvvetleri eşittir

Elde edilen sonuç, yörüngenin şekline bağlı değildir. Şekiller'de gösterilen I ve II yörüngeleri üzerinde. 1.4.2, Coulomb kuvvetlerinin işi aynıdır. Yörüngelerden birinde şarj hareketinin yönünü değiştirirsek q tersine, o zaman iş işaret değiştirir. Bu, Coulomb kuvvetlerinin kapalı bir yörünge üzerindeki çalışmasının sıfıra eşit olduğu anlamına gelir.

Elektrostatik alan bir dizi nokta yük tarafından oluşturulursa, test yükünü hareket ettirirken qİş A süperpozisyon ilkesine göre ortaya çıkan alan nokta yüklerin Coulomb alanlarının çalışmasından oluşacaktır: Toplamın her terimi yörüngenin şekline bağlı olmadığından, toplam iş A Ortaya çıkan alan yoldan bağımsızdır ve yalnızca başlangıç ​​ve bitiş noktalarının konumu ile belirlenir.

Elektrostatik alanın potansiyel özelliği, kavramı tanıtmamıza izin verir. potansiyel enerji elektrik alanında şarj. Bunu yapmak için, uzayda belirli bir nokta (0) seçilir ve yükün potansiyel enerjisi q bu noktaya yerleştirilen sıfıra eşit alınır.

Potansiyel yük enerjisiq , uzayın herhangi bir (1) noktasına yerleştirilmiş, sabit bir noktaya göre (0) işe eşittirA 10 , bir yükü hareket ettirirken elektrostatik alan oluşturacakq (1) noktasından (0) noktasına:

(Elektrostatikte, enerji genellikle harfle gösterilir. W, mektuptan beri E alan gücünü gösterir.)

Tıpkı mekanikte olduğu gibi, potansiyel enerji, referans noktası (0) seçimine bağlı olarak sabit bir değere kadar tanımlanır. Potansiyel enerjinin tanımındaki böyle bir belirsizlik, herhangi bir yanlış anlamaya yol açmaz, çünkü fiziksel anlam potansiyel enerjinin kendisine değil, uzayda iki noktadaki değerlerinin farkına sahiptir.

Noktasal yükü hareket ettirirken elektrostatik alan tarafından yapılan işq (1) noktasından (2) noktasına kadar, bu noktalardaki potansiyel enerji değerleri arasındaki farka eşittir ve yük hareketinin yoluna ve (0) noktasının seçimine bağlı değildir.

Potansiyel φ, elektrostatik alanın enerji özelliğidir.

İş A 12 elektrik yükünün hareketi üzerine q başlangıç ​​noktasından (1) bitiş noktasına (2), yükün ürününe eşittir ve potansiyel fark (φ 1 - φ 2) başlangıç ​​ve bitiş noktaları:

Elektrostatik ile ilgili birçok problemde, potansiyelleri hesaplarken sonsuzdaki noktayı referans noktası (0) olarak almak uygundur. Bu durumda potansiyel kavramı şu şekilde tanımlanabilir:

Uzayda belirli bir noktadaki alan potansiyeli, belirli bir noktadan sonsuza kadar bir birim pozitif yük kaldırıldığında elektrik kuvvetlerinin yaptığı işe eşittir.

Gauss teoreminden aşağıdaki gibi, aynı formül düzgün yüklü bir topun (veya kürenin) alan potansiyelini şu anda ifade eder: r ≥ R, nerede R topun yarıçapıdır.

Kuvvet çizgileriyle birlikte elektrostatik alanın görsel bir temsili için şunu kullanın: eş potansiyel yüzeyler.

Elektrik alan potansiyelinin her noktada aynı değerde olduğu yüzeye ne denir?eş potansiyel yüzey veyaeşit potansiyel yüzey .

Bir elektrostatik alanın kuvvet çizgileri her zaman eş potansiyel yüzeylere diktir.

Bir nokta yükünün Coulomb alanının eş potansiyel yüzeyleri eş merkezli kürelerdir. Şek. 1.4.3, bazı basit elektrostatik alanların kuvvet çizgilerinin ve eş potansiyel yüzeylerinin resimlerini gösterir.

Ne zaman homojen alan eşpotansiyel yüzeyler paralel düzlemlerden oluşan bir sistemdir.

Eğer bir test ücreti q bağlılık alan çizgisi boyunca küçük hareket(1) noktasından (2) noktasına kadar yazabiliriz:

Skaler formdaki bu ilişki, alan kuvveti ile potansiyel arasındaki ilişkiyi ifade eder. Burada ben alan çizgisi boyunca ölçülen koordinattır.

Elektrik yükleri tarafından oluşturulan alan kuvvetlerinin üst üste gelme ilkesinden, potansiyeller için üst üste gelme ilkesi aşağıdaki gibidir:

eş potansiyel yüzeyler- herhangi bir potansiyel vektör alanına, örneğin statik bir elektrik alanına veya Newton'un yerçekimi alanına uygulanabilir bir kavram. Bir eş potansiyel yüzey, belirli bir potansiyel alanının skaler potansiyelinin sabit bir değer aldığı bir yüzeydir (potansiyel düz yüzey). Bir başka eşdeğer tanım, kuvvet alan çizgilerine dik herhangi bir noktada bir yüzeydir.

Elektrostatikte bir iletkenin yüzeyi eş potansiyel bir yüzeydir. Ek olarak, bir eş potansiyel yüzeye bir iletken yerleştirmek, elektrostatik alanın konfigürasyonunda bir değişikliğe neden olmaz. Bu gerçek, karmaşık konfigürasyonlar için elektrostatik alanın hesaplanmasına izin veren görüntüleme yönteminde kullanılır.

(Sabit) bir yerçekimi alanında, sabit bir sıvının seviyesi bir eş potansiyel yüzey tarafından belirlenir. Özellikle, okyanusların seviyesinin, Dünya'nın yerçekimi alanının eş potansiyel yüzeyi boyunca geçtiği yaklaşık olarak ifade edilebilir. Okyanusların yüzeyinin, Dünya'nın yüzeyine uzanan şekline jeoid denir ve jeodezide önemli bir rol oynar. Bu nedenle jeoid, yerçekimi ve merkezkaç bileşeninden oluşan eş potansiyel bir yerçekimi yüzeyidir.

EŞ POTANSİYEL HATLARI

İncelenen elektrik alanının eşit potansiyel değerlerine sahip çizgiler.