Рух заряду в електричному полі

Коли носій електричного заряду виявляється в електростатичному полі, на нього неминуче починає діяти кулоновская сила. Це призводить до того, що носій заряду починає переміщатися в просторі, якщо, звичайно, кулонівських сили не компенсовані іншими, що протидіють силами. Розглянемо випадок, коли в електричному полі виявився пробний заряд q абсолютно вільний від дії інших сил. Як тільки цей заряд виявиться в зоні дії силових ліній електричного поля, то на нього буде діяти сила відповідно до Закону Кулона.

Як відомо, механічна сила є векторною величиною, а значить має і величину, і напрямок. Носій заряду в електричному полі почне міняти своє енергетичне стан. Як це проявляється? Однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні притягуються. Наш заряд в залежності від знака почне зближуватися з протилежним йому знаком заряду, яке і утворює електричне поле. Найлегше це побачити, подивившись на силові лінії напруженості поля. Згідно з правилами вони мають направлення від заряду + Q до заряду -Q, інакше кажучи виходять з позитивних зарядів (джерела) і заходять в негативні заряди (джерела).

Напрямок сили дії на пробний заряд q визначити дуже легко, якщо він позитивний, то сила буде направлена ​​по силових лініях поля, а якщо негативний, то проти силових ліній. Траєкторія руху буде залежати від початкової швидкості заряду, її величини і напрямки. Діюча сила буде прискорювати заряд, тобто його швидкість по величині й напрямку буде змінюватися в бік дії кулоновской сили.

 

Питається. Що це за шкала і як визначити де більший, а де менший потенціал? З огляду на, що за визначенням і за діючими правилами силові лінії виходять із зарядів (+) і йдуть в нескінченність, де потенціал дорівнює нулю, то максимальний позитивний потенціал буде на початку силових ліній від джерела, а максимальний негативний потенціал там, де лінії заходять в джерело поля. Наш заряд + q, зображений на малюнку вище буде рухатися від більшого потенціалу до меншого, тим самим зменшуючи потенційну енергію поля, а точніше, перетворюючи її в кінетичну енергію. Якщо ж в нашому випадку був заряд -q, то для нього потенціали поміняли б знак, арифметично, за рахунок множення на -1, він все також би рухався в бік зменшення енергії поля.

Посилання на основну публікацію