Напряжением электрического поля называется отношения силы, которое генерирует заряд, на его величину.
Напряженность заряда
Напряженность точеного заряда определяется по формуле:
Допустим, существует заряд величиной q, нам нужно вычислить напряженность электрического поля в некой точке, на расстоянии r. Тогда, по закону Кулона E будет выражено формулой выше.
Это понятие рассматривается в случае электростатического поля – поля, созданным неподвижным зарядом. Оно обладает уникальным свойством:
Работа, проделанная электростатическими силами, по перемещению заряда, не зависит от траектории движения, а определяется только начальным и конечным положением. Это свойство называется консервативностью. В таких полях вводится понятие потенциальной энергии заряда и потенциала электростатического поля, с целью более удобного расчета работы.
Тогда, работа будет выражена, как разность потенциальной энергии в первой и второй точке.
Исходя из выше сказанного, чтобы определить потенциал в одной точке, необходимо принять потенциал второй бесконечно удаленной точки равной нулю. По сути, физический смысл имеет только разность потенциалов.
Энергетическая характеристика электростатического поля
По определению, потенциалом электростатического поля в точке называется отношение потенциальной энергии заряда к его величине. Он не зависит от величины заряда q, соответственно его называют энергетической характеристикой электростатического поля.
Размерность потенциала Дж/Кл или в вольтах В.
Теперь можно преобразовать формулу работы электростатического поля, она будет выглядеть следующим образом:
Допустим, существует однородное электростатическое поле с точками 1 и 2. Потенциал в первой точке будет равен φ1, а во втором случае ф2. Расстояние между этими точками d.
Тогда, разность потенциалов будет равна произведению проекции вектора напряженности (на прямую соединяющую точки 1 и2) и расстояния между двумя точками.
Если имеется несколько полей, которые накладываются друг на друга и взаимодействуют между собой, то суммарный потенциал в какой-либо определенной точке, будет равен сумме потенциалов каждого поля, которое создано вокруг этого пробного заряда.
Этот принцип называет принципом наложения потенциалов, не следует путать с принципом супер позиции сил. Дело в том, что в первом случае складываются скалярные величины, а во втором векторные.