Запишем формулу (1 из вопроса №7) так
Но из механики известно что работа
равна: А=-∆Wпот=W1-W2
W — потенциальная энергия
Следовательно потенциальная энергия взаимодействия двух зарядов равна:
График Wn:
Потенциалом электрического поля называется физическая величина: . [φ] = Дж/Кл = В («вольт»)
Если взаимодействуют два точечных заряда q0 и q, то —потенциал электрического поля, точечного заряда.
Таким образом работа по перемещению зарядов равна:
A = W1-W2 = q0* φ1-q0* φ2 = q0(φ1 – φ2)
Величина U = φ1 - φ2 — разность потенциалов электрического поля
Связь между вектором Е (напряженность электрического поля) и φ (потенциалом)
Работа по переносу энергии вдоль оси х равна: dA=F*dx=qEx dx.
С другой стороны dA = q(φ1 – φ2) = - q (φ2 – φ1) = - qdφ
Приравняем qEx = - qd φ, получим или равно – φх’
аналогично ;
Условное обозначение:
Следовательно:
Для однородного поля:
Для графического изображения электрических полей на ряду с символьными линиями используют эквивалентные поверхности (т.е. поверхности равного потенциала)
Силовые линии пересекаются с эквивалентными поверхностями под прямим углом.
Поляризация диэлектриков.
Полиризованость.
Диэлектрическая проницаемость.
Электрическое смещение.
Диэлектрики (изоляторы) — вещества не проводящие электрический ток, т.к. у них нет свободных зарядов. Диэлектрики бывают трёх типов:
1) Полярные, их молекулы представляют собой диполь(HCl)
2) Неполярные, их молекулы семеричны (H2, O2, N2, CH4)
3) Ионные, построены из ионов (NaCl (пищевая соль))
При помещение в электрическое поле диполи полярных диэлектриков выстраиваются вдоль поля. У некоторых диэлектриков молекулы растягиваются и становится диполями. Это явление называется поляризациейдиэлектриков. Численная величина суммарно равная диполю на единицу объёма. Из опыта следует что поляризованость пропорциональна напряженности электрического поля
Н — «капа» каффецент пропорциональности, который называется диэлектрическая восприимчивость.
Рассмотрим диэлектрик в электрическом поле. В результате поляризации на поверхности диэлектрика образуются связанные заряды. Электрическое поле связанных зарядов направлено против поля.
Вывод: Поэтому результату электрическое поле всегда меньше в диэлектрике чем внешние поля .
Величина показывающая на сколько поле в вакууме больше поля в диэлектрике: называется диэлектрической проницаемостью.
Электрическое поле в диэлектрике удобно описывать с помощью вспомогательной величины — электрического смещения (или электрической индукции):
— электрическое поле в диэлектрике.
т.к. то т.е. Д=Д0 — электрическое смещение для диэлектрика и вакуума одинаковы.