Эквипотенциальные поверхности
Эквипотенциальная поверхность — это поверхность, во всех точках которой электрический потенциал имеет одно и то же значение. При перемещении заряда вдоль такой поверхности электрическое поле не совершает работы.
Разность потенциалов между любыми двумя точками одной эквипотенциальной поверхности равна нулю. Поэтому работа электрического поля при переносе заряда \(q\) между этими точками также равна нулю: \(A=q(\varphi_1-\varphi_2)=0\).
Эквипотенциальные поверхности всегда перпендикулярны силовым линиям электрического поля. Направление поля в каждой точке совпадает с направлением наибыстрейшего уменьшения потенциала. Поэтому вдоль силовой линии потенциал изменяется, а вдоль эквипотенциальной поверхности — нет.
Форма поверхностей зависит от источника поля. Для точечного заряда это концентрические сферы с центром в заряде, а в сечении рисунка — окружности. В однородном поле эквипотенциальные поверхности — параллельные плоскости, перпендикулярные направлению поля.
Если заряд перемещают по поверхности вокруг точечного заряда, расстояние до источника не меняется. Потенциал \(\varphi=\frac{kQ}{r}\) остаётся постоянным, поэтому работа поля равна нулю. При перемещении по радиусу расстояние меняется, и работа обычно не равна нулю.
Эквипотенциальная поверхность — не то же самое, что силовая линия. Силовая линия показывает направление поля, а эквипотенциальная поверхность объединяет точки с одинаковым потенциалом. Они пересекаются под прямым углом.
Какова работа электрического поля при переносе заряда вдоль эквипотенциальной поверхности?
Главное
- Эквипотенциальная поверхность состоит из точек с одинаковым потенциалом: \(\varphi=\mathrm{const}\).
- Работа поля при перемещении заряда вдоль такой поверхности равна нулю.
- Эквипотенциальные поверхности перпендикулярны силовым линиям поля.