'電位が負にならないのはなぜですか?

一般的な概念として、構成の位置エネルギーは、既存の保存力に対して外力によって行われる仕事に等しくなります。位置エネルギーとして体内に蓄えられるのは、この仕事です。このようにして、電界内の特定のポイントでの電位を計算できます。

次の構成の電位を計算しましょう:ここに画像の説明を入力

料金 $ q $ (つまり、1C)は $ Q $ $ Q $ による反発の静電力に対抗します。少しだけ移動させます $ dr $ から $ Q $ に向かって、外力によって行われる作業は $ F.dr $ 、これは外力と変位が同じ方向に沿っているため正になる必要があります。ただし、この結論は、限界の積分で負の電位を与えます $ infinity $ から $ r $ まで。この本には、電位は正になる必要があると書かれています。私は間違っていましたか?一部の本は、外力による仕事ではなく、電気力による仕事を計算することによってこれを説明しようとしています。

の重複の可能性がある理由電位は正ですか?しかし、その場所でも答えがありません

答え

信じています電界によって行われた作業と行われた作業を混同しています。粒子上

  • 電界による:電界の半径方向の力は常に外側を向いており、この場合の電荷の変位は内側に向かっています。したがって、指定した積分は負になります。つまり、電界によって行われる仕事は負です。

  • 粒子上:電荷を無限大から半径方向の距離$ r $に到達させるために電荷に加えなければならない力(重力、相対性、誘導ベクトルポテンシャルなどを無視)は、少なくとも等しく、反対です。電荷に作用する電界の力に。したがって、それは常に内側を指しています。電荷が内側に向かっていることを考えると、仕事の積分は正になります。

ここに画像の説明を入力してください

回答

電位は負の場合があります

違いと絶対的な両方ゲージを選択した場合。これが必須であることを確認するには、電荷分布(テスト電荷ではなく、他のすべての電荷…)を反対の符号の電荷分布に置き換えるだけです。

コメント

  • これは素晴らしく短い答えです。たぶん、ゲージとは何か、そしてどのようにあなたの好みに合わせて1つを選ぶことができるかについての小さな追加ですか? (説明、参照/リンクなど)

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