Из раздела динамики известно, что любое тело (точка), находясь в потенциальном поле, обладает запасом потенциальной энергии Wп, за счет которой силами поля совершается работа. Работа консервативных сил сопровождается убылью потенциальной энергии A=Wп1-Wп2 . Используя формулу работы силы электростатического поля по перемещению заряда, получим
. Отсюда следует, что потенциальная энергия точечного заряда q0 в поле заряда q равна
, где С - произвольная постоянная. Принято считать, что при r®¥ потенциальная энергия обращается в ноль и тогда С=0, а 
. Из формулы следует, что потенциальная энергия взаимодействия одноименных зарядов положительная и разноименных - отрицательная.
Если поле создано системой зарядов q1, q2, ..., qn, то потенциальная энергия заряда q0
равна 
. Из полученных выражений видно, что потенциальная энергия заряда q0 зависит от его величины и поэтому не может служить энергетической характеристикой данной точки поля.
Отношение потенциальной энергии заряда q0
к его величине является постоянным для данной точки поля и уже не зависит от величины q0. Поэтому 
может служить характеристикой поля и называется потенциалом электростатического поля j. Потенциал поля j - скалярная физическая величина, энергетическая характеристика поля, определяемая потенциальной энергией единичного положительного заряда, помещенного в эту точку.
Для одиночного заряда q получаем выражение для потенциала поля на расстоянии r от него 
.
Ранее было записано
. Так как 
и 
, то 
и
. Отсюда можно видеть связь между работой в электрическом поле и потенциалами поля. Разность потенциалов двух точек поля определяется работой сил поля при перемещении единичного положительного заряда из точки 1 в точку 2.
Если заряд q0 перемещать из какой-либо точки поля за его пределы, то r2®¥, Wп.2=0 и j2=0. Тогда работа 
по перемещению заряда q0 в бесконечность равна 
, 
.
Отсюда следует, что потенциал точки поля численно равен работе, совершаемой электрическими силами при перемещении единичного положительного заряда из данной точки поля в бесконечность.
Потенциал точки поля системы зарядов q1,q2,...,qn равен алгебраической сумме потенциалов полей всех этих зарядов:
. Единицей потенциала является Вольт (1В=1Дж/1Кл).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему