Elektrodinamika

Elektr maydonidagi zaryadning potentsial energiyasi formuladir. Elektrostatik maydonning potentsiali. Elektr zaryadining elektr maydoni bilan o'zaro ta'sirining potentsial energiyasi
ELEKTRODINAMIKA
30.06.2019
Elektr shovqinlarining xususiyatlari tortishish bilan juda ko'p o'xshashdir. Xususan, tortishish kuchi va elektr quvvatining ishlashi bog'liqliklar kabi ifodalanadi.
Og'irlik uchun:
A \u003d mg (h 1 - h 2) \u003d - (mg 1 - mg 2).
Elektr energiyasi uchun:
A \u003d qE (l 1 - l 2) \u003d - (qEl 2 - qEl 1).
Bundan xulosa qilishimiz mumkinki, elektr energiyasining ishi tananing qarama-qarshi belgisi bilan olinadigan potentsial energiyasining o'zgarishiga tengdir. Ya'ni, yagona elektr maydonidagi zaryadlangan jism mavjud potentsial energiya
W p \u003dqEl.
Elektrostatik sohadagi zaryadlangan jism potentsial energiyaga ega.
Potensial energiya  zaryadlangan jism tananing elektr xususiyatlari (uning zaryadi) va tanlangan elektr maydonining xarakteristikasi - kuchlanish va koordinatalar bilan belgilanadi. Uch xususiyatdan birining o'zgarishi o'zgarishga olib keladi potentsial energiya butun tanani.
Zaryadlangan jismning potentsial energiyasining qiymati uning zaryadiga, elektr maydon kuchiga va koordinatasiga bog'liq.
Elektr maydonining energiya xususiyatlarini aniqlash uchun biz uning nuqtalaridan birini o'rganamiz. Buning uchun biz nuqta zaryadlangan jism bilan bir nechta aqliy tajribalarni o'tkazamiz.
Nuqtali jism zaryad olsin q 1 va keskinlik sohasida E̅ masofada l dala manbasidan. Uning potentsial energiyasi teng bo'ladi
W p1 \u003dq 1 El.
Zaryadning qiymatini 2 baravar oshiring. Uning potentsial energiyasi bo'ladi
W p 2 \u003d 2q 1El
Shunday qilib, tananing mumkin bo'lgan energiyasi 2 baravar ko'payadi. Tananing zaryadidagi har qanday o'zgarishlar uning potentsial energiyasining mos keladigan o'zgarishiga olib keladi. Ammo har bir holatda, zaryadlangan jismning potentsial energiyasining maydonning ma'lum bir nuqtasidagi elektr zaryadiga nisbati doimiy bo'lib qoladi
W p /q \u003dφ.
Qiymati φ  chaqirdi potentsial maydonning nuqtalari. Agar potentsial energiya qiymatini olingan nisbatga almashtirsak W p biz olamiz
φ \u003d qEl / q \u003d El.
Ma'nosi sig'imi tananing hech qanday xususiyatlari, shu jumladan uning zaryadlari yo'q. Shuning uchun buni ta'kidlash adolatli bo'lishi mumkin potentsial elektr maydonining o'ziga xos xususiyati.
Elektr maydonining energiya xarakteristikasi bo'lgan va elektr maydonidagi zaryadlangan jismning potentsial energiyasining uning zaryadiga nisbatiga teng bo'lgan fizik miqdor deyiladi. potentsial.
φ = W p /q
qayerda W p - zaryadlangan jismning potentsial energiyasi; q - tana zaryadi.
Potentsialni o'lchashda ular deyilgan birlikdan foydalanadilar volt (B) Qurilma italiyalik olim Alessandro Volta sharafiga nomlangan.
Alessandro Volta (1745 - 1825) - italiyalik fizik va fiziolog, elektr toklari nazariyasining asoschilaridan biri. Elektr tokining birinchi kimyoviy manbai bo'lgan kondansatör bilan sezgir elektroskopni ixtiro qilgan muskullar va asablarning elektr qo'zg'alishlari bo'yicha keng qamrovli tadqiqotlar olib borildi.
Belgilanganidek
1 V \u003d 1 J / 1 C
Ko'p va kasrli birliklar ham ishlatiladi. sig'imi:
1 millivolt \u003d 1 mV \u003d 10 -3 V;
1 mikrovolt \u003d 1 mkV \u003d 10 -6 V;
1 kilovolt \u003d 1 kV \u003d 10 3 V;
1 megavolt \u003d 1 MB \u003d 10 6 V.
Yuqorida keltirilgan barcha mulohazalar bilan bog'liq yagona maydonuning zo'riqishi kuzatuv nuqtasi koordinatasiga bog'liq emas.
Ammo ular boshqa holatlarga, xususan, qo'llanilishi mumkin nuqta zaryadlangan jismning elektr maydoni. Bu noturg'un, zo'riqish qonun bo'yicha kuchlar chizig'i bo'ylab bir nuqtadan boshqasiga o'zgarib turadi
E \u003d (1 / 4π) ε 0 ) . (q / r 2).
Biz ta'rifdan foydalanamiz sig'imi elektr maydoni nuqtalari:
φ = El \u003d(1 / 4π) ε 0 ) . (q.l /r 2)
Shuni hisobga olib l \u003dr biz olamiz
φ  \u003d (1 / 4π) ε 0 ) . (q / r).
Nuqta zaryadlangan jismning potentsial maydoni teskari tomon kamayadi.
Potentsial  yo'nalishi yo'q.
Potentsial skalyar miqdordir va uning yo'nalishi yo'q. Shu sababli, aytishimiz mumkinki, nuqta zaryadlangan jism atrofida cheksiz katta nuqtalar to'plami mavjud, ularda potentsiallar bir xil bo'ladi. Ularning barchasi radiusning sharsimon yuzasida yotadi r maydonning manbasiga yo'naltirilgan. Bu sirt deyiladi ekvipotensial. Saytdan materiallar
Har bir tushuncha uchun sig'imi tarqaladi superpozitsiya printsipi. Bir nechta elektr zaryadlangan jismlarning maydonlari harakat qiladigan nuqtaning potentsiali ularning har birining potentsialining algebraik yig'indisiga teng (4.60-rasm). Salbiy zaryadlangan jismning dala potentsiali manfiy deb ishoniladi.
φ A \u003dφ 1 +φ 2 -φ 3.
Umumiy holda
φ = φ 1 +φ 2 +3 + ... +φ n
Uchun o'lchash potentsiali bu holda elektrometrdan foydalanishingiz mumkin elektrostatik voltmetr. Agar tashqi metall korpus Yerning yuzasiga ulangan bo'lsa, uning potentsiali nolga teng deb hisoblanadi, uning tayanchiga ulangan tananing potentsialini elektrometr bilan o'lchash mumkin.