Физический смысл потенциала напряжения

Физический смысл потенциала напряжения

Потенциал данной точки поля есть потенциальная энергия единичного положительного заряда находящегося в данной точке поля.

Из формулы 2.1 следует что работа по перемещению заряда в электрическом поле не зависит от того, по какой траектории перемещался заряд. А определяется только положением начальной и конечной точек. Поэтому если заряд движется по замкнутой траектории то работа по перемещению заряда равна нулю.

q * θ * E * dl = 0 => θ * E * dl = 0 (2,4)

θ – интеграл по замкнутой траектории

Т.к. работа по перемещению заряда по замкнутой траектории равна нулю, то это означает что электростатическое поле является потенциальной, а электродвижущая сила является консервативной силой.

Интеграл по замкнутому контуру от θ * E * dl – называется циркуляцией вектора напряжения электрического поля.

Из равенства 2.4 следует теорема о циркуляции.

Циркуляция вектора напряжения электрического поля по произвольному замкнутому контуру равна нулю.

Если в электрическом поле соединить точки с одинаковыми потенциалами, то получившиеся поверхности называют, эквивалентом поверхности или поверхности ровного потенциала.

Силовые линии электрического поля всегда перпендикулярны эквиваленту поверхности.

Проводники во внешнем электрическом поле.

Заряженный шарик – опыт Кавендиша.

Заряженный шарик подвешивали на нити и поместили внутрь другого шара, при этом на внутренней поверхности сферы появлялся отрицательный заряд, а на внешней поверхности положительный, причём эти заряды были равны по величине и равны заряду внесенного шарика.

Появление таких зарядов называется электростатической индукцией.

А сами заряды называются индукцироваными зарядами.

Если же шарик соединить проводящей нитью с внешней сферой то весь заряд перетечёт на внешнюю поверхность сферы. => Заряд всегда распределяется по поверхности проводника.

Сама поверхность проводника является эквивалентной поверхностью.

Действительно, если бы на поверхности проводника потенциалы различных точек были бы различны, то началось бы перемещение зарядов до тех пор пока потенциалы не выровнялись бы.

Читайте также:  Как работает тормозной резистор в частотном преобразователе

Вывод: т.к. поверхность проводника является эквиваленциальной, то силовые линии всегда перпендикулярны поверхности проводника, электрическое поле отсутствует.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8925 — | 7233 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Потенциал. Разность потенциалов. Напряжение.

Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потен­циальной энергии заряда в поле к этому заряду:

— энергетическая характеристика поля в данной точке. Потенциал не зависит от величины заряда, помещенного в это поле.

Т.к. потенциальная энергия зависит от выбора системы координат, то и потенциал определяется с точностью до постоянной.

За точку отсчета потенциала выбирают в зависимости от задачи: а) потенциал Земли, б) потенциал бесконечно удаленной точки поля, в) потенциал отрицательной пластины конденсатора.

— следствие принци­па суперпозиции полей (потенциалы складываютсяалгебраически).

Потенциал численно равен работе поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки электрического поля в бесконечность.

В СИ потенциал измеряется в вольтах:

Разность потенциалов

Напряжение — разность значений потенциала в начальной и конечнойточках траектории.

Напряжение численно равно работе электростатического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль силовых линий этого поля.

Разность потенциалов (напряжение) не зависит от выбора

Единица разности потенциалов

Напряжение равно 1 В, если при перемещении положительного заряда в 1 Кл вдоль силовых линий поле совершает работу в 1 Дж.

Связь между напряженностью и напряжением.

Из доказанного выше:

напряженность равна градиенту потенциала (скорости изменения потенциала вдоль направления d).

Читайте также:  Белая кухня с темной техникой

Из этого соотношения видно:

  1. Вектор напряженности направлен в сторону уменьшения потенциала.
  2. Электрическое поле существует, если существует разность потенциалов.
  3. Единица напряженности: Напряженность поля равна1 В/м, если между двумя точками поля, находящимися на расстоянии 1 м друг от друга существует разность потенциалов 1 В.

Эквипотенциальные поверхности.

ЭПП — поверхности равного потенциала.

— работа при перемещении заряда вдоль эквипотенциальной поверхности не совершается;

— вектор напряженности перпендикулярен к ЭПП в каждой ее точке.

Измерение электрического напряжения (разности потенциалов)

Между стержнем и корпусом — электрическое поле. Измерение потенциала кондуктора Измерение напряжения на гальваническом элементе Электрометр дает большую точность, чем вольтметр.

Потенциальная энергия взаимодействия зарядов.

Потенциал поля точечного заряда

Потенциал заряженного шара

а) Внутри шара Е=0, следовательно, потенциалы во всех точках внутри заряженного металлического шара одинаковы (. ) и равны потенциалу на поверхности шара.

б) Снаружи поле шара убывает обратно пропорционально расстоянию от центра шара, как и в случае точечного заряда.

Перераспределение зарядов при контакте заряженных проводников.

Переход зарядов происходит до тех пор, пока потенциалы контактирующих тел не станут равными.

Для участка цепи, изображенного на рис.1 очевидно, что при перемещении заряда между точками 1-3 работа совершается не только кулоновскими силами, но и сторонними силами, поэтому полная работа равна:

Апол= Акулстор.

Разделим обе части равенства на величину перемещаемого положительного заряда q, получим:

По определению разность потенциалов равна отношению работы, которую совершают кулоновские силы при перемещении заряда, к величине этого заряда:

Dj12=j1-j2=

Электродвижущей силой (ЭДС) на данном участке называется физическая величина, равная отношению работы, совершаемой сторонними силами при перемещении положительного заряда q, к величине этого заряда:

Читайте также:  Как получить удостоверение электромонтажника

.

Напряжением на участке цепи 1-3 называют физическую величину, равную отношению суммарной работы, совершаемой при перемещении положительного заряда q, к величине этого заряда:

U13= .

U13= j1-j3+Е.

Описание установки, измерения и обработка результатов измерений

Вид передней панели показан на рис.2. На ней расположены: вольтметр, амперметр, сопротивления R1, R2 (R2> R1), реостат RР, источник тока с ЭДС Е и кнопка К.

Величины внутренних сопротивлений амперметра и вольтметра указаны на передней панели.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector