Als allgemeines Konzept entspricht die potenzielle Energie einer Konfiguration der Arbeit einer externen Kraft gegen eine vorhandene konservative Kraft. Es ist diese geleistete Arbeit, die als potentielle Energie im Körper gespeichert wird. Auf diese Weise kann ich das elektrische Potential an einem bestimmten Punkt in einem elektrischen Feld berechnen.
Berechnen wir das Potential der folgenden Konfiguration: 
Die Gebühr $ q $ (dh 1C) wird in Richtung $ Q $ , gegen die elektrostatische Abstoßungskraft aufgrund von $ Q $ . Lassen Sie es um eine kleine Strecke bewegen $ dr $ in Richtung $ Q $ , so dass die von externer Kraft geleistete Arbeit $ F.dr $ , was positiv sein muss, da die äußere Kraft und die Verschiebung in die gleiche Richtung verlaufen. Diese Schlussfolgerung würde mir jedoch ein negatives elektrisches Potential bei der Integration für Grenzen $ unendlich $ bis $ r $ . Das Buch sagt, dass das elektrische Potential positiv werden muss, wo habe ich mich geirrt Einige Bücher versuchen dies zu erklären, indem sie die Arbeit berechnen, die durch elektrische Kraft und nicht durch externe Kraft ausgeführt wird.
Möglicherweise handelt es sich um ein Duplikat von Warum Ist das elektrische Potenzial positiv? , aber ich habe auch an dieser Stelle keine Antworten erhalten.
Antwort
Ich glaube Sie verwechseln die geleistete Arbeit durch das elektrische Feld mit der geleisteten Arbeit auf dem Partikel .
-
Durch das elektrische Feld: Die Radialkraft des elektrischen Feldes zeigt immer nach außen, und die Verschiebung der Ladung geht in diesem Fall nach innen. Somit ist das von Ihnen angegebene Integral negativ. Das heißt, die vom elektrischen Feld geleistete Arbeit ist negativ.
-
Auf dem Partikel: Die Kraft, die auf die Ladung ausgeübt werden muss (Schwerkraft, Relativitätstheorie, induziertes Vektorpotential usw.), um sie von unendlich auf den radialen Abstand $ r $ zu bringen, ist mindestens gleich und entgegengesetzt auf die Kraft des elektrischen Feldes, das auf die Ladung wirkt. Es zeigt also immer nach innen. Wenn die Ladung nach innen geht, wird das Arbeitsintegral positiv.
Antwort
Das elektrische Potential kann negativ sein.
Sowohl in der Differenz als auch absolut wenn Sie ein Messgerät gewählt haben. Um zu sehen, dass dies sein muss, ersetzen Sie einfach die Ladungsverteilung (nicht die Testladung, alle anderen …) durch eine mit dem entgegengesetzten Vorzeichen.
Kommentare
- Dies ist eine nette und kurze Antwort. Vielleicht eine kleine Ergänzung darüber, was genau ein Messgerät ist und wie Sie eines nach Ihren Wünschen auswählen können? (Erklärung, Referenz / Link usw.)