Неоднозначність визначення потенціалу

Оскільки потенціал (як і потенційна енергія) може бути визначений з точністю до довільної сталої (і всі величини, які можна виміряти, а саме напруженості поля, сили, роботи - не зміняться, якщо ми виберемо цю постійну так чи по-іншому) то безпосередній фізичний зміст (принаймні, поки мова не йде про квантових ефектах) має не сам потенціал, а різниця потенціалів, яка визначається як:

де: φ1 - потенціал в точці 1, φ2 - потенціал у точці - робота поля з перенесення пробного заряду q * з точки 1 в точку 2. При цьому вважається, що всі інші заряди при такій операції «заморожені».

 

Втім, іноді для зняття неоднозначності використовують які-небудь «природні» умови. Наприклад, часто потенціал визначають таким чином, щоб він був рівний нулю на нескінченності для будь-якого точкового заряду - і тоді для будь-якої кінцевої системи зарядів виконається на нескінченності це ж умова, а над свавіллям вибору константи можна не замислюватися (звичайно, можна було б вибрати замість нуля будь-яке інше число, але нуль - «простіше»).

Напруга (різниця потенціалів, падіння потенціалів) між точками A і B - відношення роботи електричного поля при перенесенні пробного електричного заряду із точки A в точку B до величини пробного заряду.

При цьому вважається, що перенесення пробного заряду не змінює розподілу зарядів на джерелах поля. (За визначенням пробного заряду)

 

Альтернативне визначення (для електростатичного поля) -

- Інтеграл від проекції поля (напруженості поля ) на відстань між точками A і B уздовж будь-якої траєкторії, що йде з точки A в точку B.

Одиницею виміру напруги в системі СІ є вольт.

Напруга показує, яку роботу здійснює електричне поле при переміщенні одиничного позитивного заряду з однієї точки в іншу.

ü Задачі.

ü Самостійно розв’язати задачі:

ü Питання самоконтролю:

1. Сила, що діє на заряд вміщений в довільну точку електростатичного поля.

2. Робота на елементарному шляху.

3. Потенціальні або консервативні силові поля.

4. Циркуляція вектора напруженості Е.

5. Ротор вектора.

6. Умова потенціальності електростатичного поля. Диференціальні рівняння.

7. Визначення потенціалу електростатичного поля, як енергетичної характеристики електростатичного поля.

8. Формула потенціалу електростатичного поля точкового заряду.

9. Принцип суперпозиції потенціалу поля.

10. Різниця потенціалів.

11. Еквіпотенціальні поверхні або поверхні однакового потенціалу.

12. Записати формулу напруженості Е та вираз градієнта потенціалу.

13. Формулу зв’язку напруженості на напруги електростатичного поля.

14. Одиниця вимірювання напруженості.

15. Диференціальний оператор Лапласа або лапсасіан.

16. Рівняння Пауссона.

17. Привести приклади розрахунку потенціалу електричного поля.

Література:

Посібник №1. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: У 3-х т. / За ред. І.М. Кучерука. - [2-е вид., випр.] - К.: Техніка, 2006. - 532 с. - Т.1: Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка

Посібник №2. Кучерук Ї.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: У 3-х т. / За пр. І.М. Кучерука. – [2-е вид., ипр..] — К.: Техніка, 2006. – 452 с. – Т.2: Електрика і магнетизм.

Посібник № 3. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: У 3-х т. / За ред. І.М. Кучерука. - [2-е вид., зипр.] -К.: Техніка, 2006. - 518 с. - Т.З: Оптика. Квантова фізика.

Посібник №4. П.П. Чолпан Основи фізики: навч. Посібник: - К. Вища шк., 1995.- 488 с.: іл.

Посібник №5. І.П. Гаркуша, І.Т. Горбачук, В.П. Курінний та ін.; за заг. ред. І.П. Гаркуші./Загальний курс фізики: Зб. Задач./ К.Техніка,2003.-560с.

Л1.Том 2, розділ 1, §1.10-1.11,с.44-48

Л5. Розділ 3, §3.1, с. 124

Самостійна робота №22