Для школьников.
Если электростатическое поле создаётся двумя точечными зарядами
находящимися на расстоянии
друг от друга, то потенциальная энергия их взаимодействия выражается формулой:
Можно сказать так: Потенциальная энергия взаимодействующих зарядов равна произведению потенциала, создаваемого первым зарядом в точке нахождения второго заряда, на величину второго заряда.
Можно сказать и так: Потенциальная энергия взаимодействующих зарядов равна произведению потенциала, создаваемого вторым зарядом в точке нахождения первого заряда, на величину первого заряда.
Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов - это и есть энергия электростатического поля, созданного ими.
Обладая энергией, электрическое поле может совершить работу. Энергия электростатического поля численно равна работе, которую могут совершить заряды при их удалении друг от друга в бесконечность.
Для получения формулы, по которой можно найти энергию электрического поля, созданного неподвижным заряженным проводником, применяют уравнение
есть потенциал, создаваемый всеми остальными зарядами в точке нахождения одного из зарядов.
Он одинаков для всех точек проводника, так как поверхность проводника является эквипотенциальной поверхностью.
Заряд всего проводника можно представить как сумму множества точечных зарядов. Тогда, пользуясь формулой (1) (см. Занятие 55), можно получить выражения для энергии поля уединённого проводника.
Что произойдёт после этого соединения?
Таким образом, получены формулы, по которым можно рассчитать энергию электростатического поля заряженного проводника.
На примере показано, что если электрическое поле создаётся несколькими проводниками, то энергия поля складывается из собственных энергий проводников и энергий их взаимодействия.
Общая энергия соединённых заряженных проводников уменьшается, так как при прохождении зарядов по проволоке выделяется энергия в виде тепла.
К.В. Рулёва, к. ф.-м. н., доцент. Подписывайтесь на канал. Ставьте лайки. Пишите комментарии. Спасибо.
Предыдущая запись: Три одинаковых заряда закреплены на одной прямой. Какую работу надо совершить, чтобы удалить средний заряд?
Следующая запись: Более чётко о нахождении энергии электростатического поля. Поле конденсатора.
Ссылки на занятия до электростатики даны в Занятии 1.
Ссылки на занятия (статьи), начиная с электростатики, даны в конце Занятия 45.
