Робота в електричному полі

Зарядивши кульки электрофорної машини, помістимо гільзу в електричне поле між ними. Воно переміщує гільзу то до одної кульки, то до іншої, здійснюючи роботу; отже, поле має енергію. З’ясуємо, від чого залежить величина цієї роботи. Припустимо, що в точці В однорідного електричного поля (рис. 1) знаходилося тіло з зарядом +q і під дією поля воно перемістилося по лінії напруженості в точку С, що знаходиться на відстані l по прямій від точки С. Робота поля з переміщення зарядженого тіла A = Fl, де F = qE, тоді формула роботи переміщення зарядженого тіла в однорідному електричному полі буде: AqEl.

Робота сил поля не залежить від форми шляху

Рис. 1. Робота сил поля не залежить від форми шляху

Якщо ж заряджене тіло потрапить у точку С по шляху ВДС, то в цьому випадку робота сил поля буде дорівнювати сумі робіт на ділянках ВД і ДС. На ділянці ВД А = Fl1 cos α = qEl1 cos α, на ділянці ДС робота дорівнює нулю, так як сила F перпендикулярна переміщенню ДС, а за такої умови cos 90° = 0. Сума робіт A1 + А2 = qEl1 cos α + 0 = qEl1 cos α. Так як l1cos α = l, то A1+A2 = qEl. Отже, робота з переміщення зарядженого тіла з однієї точки электрическою поля в іншу не залежить від форми шляху його переміщення, а залежить від відстані по прямій між цими точками і величини заряду переміщуваного тіла. Робота електричного поля показує, яку енергію поле віддало зарядженому тілу, переміщаючи його: A = qEl.

Поля, в яких робота переміщення не Залежить від форми шляху, називаються потенціальними. До таких полів відноситься гравітаційне поле і електростатичне.

В атомній фізиці робота електричного йоля і енергія частинок вимірюється позасистемною одиницею экектронвольт (ев) або в мільйонах електронвольт (Мев). Електронвольт – робота, чинена електричним полем при переміщенні електрона між двома точками поля при різниці) потенціалів між ними в 1 В. 1 ев = 1,6*10-19 Дж.