1-2. Электрическое напряжение. Потенциал

Допустим, что пробный положительный заряд q переместился в однородном электрическом поле под действием сил этого поля из точки М в точку Н на расстояние I (рис. 1-2) в направлении поля.

Рис. 1-2. Перемещение электрического заряда в однородном поле.

Совершенная при этом силами поля работа за счет потенциальной энергии поля равна:

или, приняв во внимание (1-1),

Величина, определяемая отношением работы по перемещению заряда q между двумя точками поля к величине заряда, называется электрическим напряжением между указанными точками М и Н.

Следовательно, напряжение

Таким образом, напряжение между двумя точками численно равно работе сил поля при перемещении между этими точками положительного единичного заряда.

Так как работа то напряжение

В Международной системе единиц СИ приняты единицы: длины — метр (м); массы — килограмм (кг); времени — секунда (с); силы — ньютон (Н); работы — джоуль (Дж); электрического заряда — кулон (Кл); электрического напряжения — вольт (В).

Из выражения (1-3) следует

Напряженность электрического поля согласно (1-3) определяется выражением

откуда напряженность поля измеряется в вольтах на метр

Напряжение между данной точкой М. электрического поля и другой произвольно выбранной точкой поля, потенциал которой условно принят равным нулю, называется потенциалом данной точки поля. Часто потенциал любой точки земли считают равным нулю.

Потенциал численно равен работе, которая может быть совершена силами электрического поля при перемещении положительного единичного заряда из данной точки поля в точку, потенциал которой принят равньш нулю.

При перемещении единичного положительного заряда из точки М, имеющей потенциал в точку Н с потенциалом работа, производимая силами поля, т. е. напряжение между указанными точками равно разности потенциалов

т. е. напряжение между двумя точками электрического поля равно разности потенциалов этих точек. Потенциал измеряется в вольтах, т. е. тех же единицах, что и напряжение.