Если поместить заряд в электрическое поле, сила Кулона будет действовать на заряд и заряд будет двигаться, а значит совершать работу. Значит заряд в электрическом поле приобретает энергию. Откуда она передается заряду? Конечно же от электрического поля. Таким образом ясно — что электрическое поле обладает энергией.
Работа по перемещению заряда в электрическом поле определяется только начальным и конечным положением заряда, согласно формуле.
Когда работа не зависит от формы траектории, то по определению потенциальной энергии — является работой потенциального поля.
Электрическое поле, таким образом, является потенциальным полем.
Для энергии потенциального поля справедлива формула работы:
Сравнивая формулы, приходим к выражению потенциальной энергии заряда в однородном электростатическом поле:
Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле: