Som et generelt begreb er den potentielle energi i en konfiguration lig med det arbejde, der udføres af en ekstern kraft over for en eksisterende konservativ styrke. Det er dette arbejde, der bliver gemt i kroppen som dets potentielle energi. På denne måde kan jeg beregne det elektriske potentiale på et bestemt punkt i et elektrisk felt.
Lad os beregne potentialet for følgende konfiguration:
Afgiften $ q $ (dvs. 1C) flyttes mod $ Q $ mod den elektrostatiske frastødningskraft på grund af $ Q $ . Lad den bevæges med en lille afstand $ dr $ mod $ Q $ , så arbejdet udført af ekstern kraft er $ F.dr $ , som skal komme positivt, da den eksterne kraft og forskydning er i samme retning. Denne konklusion vil dog give mig et negativt elektrisk potentiale ved integration for grænser $ uendelig $ til $ r $ . Bogen siger, at det elektriske potentiale skal komme positivt, hvor er jeg gået galt? Nogle bøger forsøger at forklare dette ved at beregne det arbejde, der udføres med elektrisk kraft og ikke det, der skyldes ekstern kraft.
Det kan være en mulig duplikat af Hvorfor er elektrisk potentiale positivt? men jeg har heller ikke svar på det sted
Svar
tror jeg du forveksler det udførte arbejde af det elektriske felt med det udførte arbejde på partiklen .
-
Ved det elektriske felt: Det elektriske felts radiale kraft peger altid udad, og forskydningen af ladningen i dette tilfælde går indad. Den integral, du har angivet, vil således være negativ. Arbejdet udført af det elektriske felt er negativt.
-
På partiklen: Kraften, der skal påføres ladningen (ignorerer tyngdekraft, relativitet, induceret vektorpotentiale osv.) for at få den fra uendelig til den radiale afstand $ r $ er i det mindste lige og modsat til kraften i det elektriske felt, der virker på ladningen. Således peger det altid indad. I betragtning af at afgiften går indad, vil arbejdsintegralet komme positivt ud.
Svar
Det elektriske potentiale kan være negativt.
Både i forskel og absolut hvis du har valgt en måler. For at se, at dette skal være sådan, skal du bare erstatte ladningsfordelingen (ikke testafgiften, alle de andre …) med en, der har det modsatte tegn.
Kommentarer
- Dette er et godt og kort svar. Måske en lille tilføjelse til, hvad en gauge er, og hvordan du kan vælge en, der passer dig? (forklaring, reference / link osv.)