Электрический потенциал, напряжение вблизи точечного заряда, электрический потенциал в задачах со...

Введем понятие электрического потенциала (напряжения) как потенциальной энергии на единицу заряда, V = PE/q. Перевернув это понятие, мы получим, что потенциальная энергия точечного заряда определяется формулой PE = qV, что означает, что изменение потенциальной энергии в пересчете на напряжение определяется формулой Δ(PE) = q * ΔV. 🧠 Доступ к полным курсам перевернутой физики с видеолекциями и примерами на https://www.zakslabphysics.com/ Далее, применим определение потенциала как V = PE/q, чтобы найти электрический потенциал точечного заряда как V = kQ/r, который положителен вблизи положительного точечного заряда и отрицателен вблизи отрицательного точечного заряда. Независимо от распределения заряда, создающего электрический потенциал, всегда верно, что PE = qV и Δ(PE) = Δ(V), поэтому мы можем применять эти формулы к другим распределениям, например, к потенциалу между пластинами параллельно-пластинчатого конденсатора. Мы обсуждаем, как электрический потенциал играет роль высоты в электростатике, поскольку PE=qV, так же как PE=mgy для постоянного гравитационного поля. Таким образом, заряд подобен весу, а потенциал подобен высоте, и изменения энергии соответствуют изменениям потенциала, подобно изменениям высоты. Мы иллюстрируем эту аналогию «электростатического ландшафта», рассматривая положительный и отрицательный заряды, создающие потенциал, и положительный и отрицательный заряды, реагирующие на этот потенциал. Положительный заряд движется вниз, а отрицательный — вверх, что делает электростатику вдвое сложнее, чем гравитация. В заключение мы приводим пример вычисления электрического потенциала на расстоянии от точечного заряда. Затем мы вычисляем электрическую потенциальную энергию зарядов в этой точке и скорость электрона при приближении к источнику заряда.