Zmieniaj ładunek i odległość — potencjał V=kQ/r maleje z r. Przenoszenie ładunku między punktami o różnym potencjale wymaga pracy W=qU, ale wzdłuż powierzchni ekwipotencjalnej praca wynosi zero. Zobacz linie ekwipotencjalne.
Co się właśnie stało?
Przeniosłeś ładunek próbny po okręgu wokół źródła. Wszystkie punkty tego okręgu mają ten sam potencjał, więc różnica potencjałów jest zerowa i praca też — niezależnie od długości drogi.
Potencjał ładunku punktowego:
— potencjał jest wprost proporcjonalny do ładunku źródła i odwrotnie proporcjonalny do odległości. — ładunek źródła (C), — odległość (m), .
Napięcie i praca:
Napięcie to różnica potencjałów dwóch punktów, a praca przeniesienia ładunku zależy wyłącznie od tej różnicy — nie od kształtu drogi. Gdy , to .
Co to znaczy w praktyce?
Powierzchnie ekwipotencjalne są zawsze prostopadłe do linii pola. Poruszając się po nich, pole nie wykonuje pracy — tak jak jazda po poziomicy w górach nie zmienia wysokości. Pracę wykonujesz dopiero, przechodząc między różnymi „poziomicami" potencjału.
Po co Ci to na maturze:
plus rozwiązują większość zadań z potencjału i napięcia. Chwyt: policz potencjał w każdym punkcie, odejmij — dostaniesz napięcie, a po pomnożeniu przez ładunek pracę. Ekwipotencjalna ⇒ ⇒ .
Zapamiętaj: potencjał maleje z odległością — V = kQ/r, a praca zależy tylko od różnicy potencjałów — W = q·ΔV. Po ekwipotencjalnej praca jest zawsze zerowa.
Zero — bo różnica potencjałów ΔV=0, a praca W=qΔV; położenie się zmienia, ale energia potencjalna nie.
Potencjał V to wielkość w danym punkcie (kQ/r), a napięcie U to różnica potencjałów między dwoma punktami.
W=qU=q·ΔV — zależy tylko od ładunku i różnicy potencjałów, nie od kształtu drogi.