Робота в електричному полі

    На всякий заряд, який перебуває в електричному полі, діє сила, і тому при русі заряду в полі здійснюється певна робота. Як розрахувати цю роботу?

    Розглянемо переміщення заряду в однорідному полі, утвореному двома паралельними пластинами А і Б, зарядженими протилежними зарядами (рис. 1а)

Рисунок 1

    В такому полі силові лінії на всьому своєму протязі перпендикулярні до цих пластин і якщо пластина А заряджена позитивно, то напруженість поля Е напрямлена від А до Б.     Припустимо, що позитивний заряд q переміститься з точки а до точки b по якому - небудь шляху аb = S. Через те що сила, яка діє на заряд, що перебуває в полі, дорівнює:

F = qE,

то робота, виконана при переміщенні заряду в полі по заданому шляху, визначається з рівності: 

Але s cos a = d, де d - відстань між пластинами.

Отже A = q E d

Нехай тепер заряд переміщається з а в b по шляху асb. Робота виконана на цьому шляху, дорівнюватиме сумі робіт, виконаних на окремих ділянках його: ac = S1, cb = S2

Але з рисунка 1а видно, що 

,

отже, і в цьому випадку A = q E d

    Нарешті уявимо, що заряд q переміщаються з a в b по якій - небудь кривій лінії (рис.1б). Щоб підрахувати роботу, виконану на цьому криволінійному шляху, розшаруємо поле між пластинами А і В цілим рядом паралельних пластин, настільки близьких одна до одної, щоб окремі відрізки шляху S між цими площинами можна було вважати прямими. Тоді робота, виконана на кожному з цих відрізків шляху, дорівнюватиме 

,

де d1 відстань між двома суміжними площинами. Повна ж робота на шляху d дорівнюватиме добуткові q E на суму віддалей d1, що дорівнює d. Отже і у випадку криволінійного шляху, виконана робота дорівнюватиме A = q E d.

    Отже розглянуті нами приклади показують, що робота по переміщенню заряду з однієї точки електричного поля в іншу не залежить від форми шляху переміщення, а залежить від положення цих точок у полі.

Повторення рисунку 1а

                                     Керівник гуртка Нікуліца В.Г., UT1YN

                                              Студент 4 курсу ЧНУ Ватрич Д.О. UR5YVD

 Компютерний набір матеріалу виконано студентом 4 курсу ЧНУ Ватрич Д.О.