Страница:Радиофронт 1935 г. №13.djvu/20

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ

Прежде чем изучать поведение зарядов в электрическом поле необходимо ввести еще одно основное понятие, относящееся к постоянному электрическому полю, — разность потенциалов. Разность потенциалов устанавливается из рассмотрения ра боты электрических сил.

Всякое тело, преодолевающее при своем движении какие-либо силы, производит работу. Если мы, например, поднимаем какой-либо предмет в поле сил тяжести, то при этом мы преодолеваем силу притяжения земли, т. е. производим работу. Совершенная работа тем больше, чем больше преодолеваемая сила и чем больше путь, на котором эта сила преодолевается. Численно работа измеряется произведением из силы на путь, например килограмм на метр (килограммометр),

Точно также в случае движения заряда в электрическом поле преодолеваются силы притяжения или отталкивания и, следовательно, совершается работа.

Рис. 5 Рис. 6

Разберем пример движения заряда е в однородном поле. Пусть он движется от точки М к точке N под влиянием сил самого поля (рис. 7). Следовательно в этом случае само поле совершает работу. Если бы, наоборот, мы двигали заряд е от N к М против поля, то нам пришлось бы затратить такую же работу.

Подсчитаем эту работу W. Если напряженность поля Е, то сила действия поля на заряд будет / = Ее.

Тогда

W — fd — Е е<1,

где d = MN расстояние между точками М и N.

е

носит название разности потенциалов между точками М и N. Разность потенциалов между двумя точками является величиной, характеризующей работу поля. В случае однородного поля она равняется произведению из напряженности поля на расстояние между двумя точками, где бы они ни находились, при условии, что это расстояние взято вдоль силовых линий.

Вообще же разность потенциалов между двумя произвольными точками электрического поля равняется работе, которую совершают силы поля при передвижении между этими двумя точками положительного заряда, равного единице.

Это определение верно также в случае любого неоднородного поля. Однако в этом случае вычислить разность потенциалов V между двумя точками значительно труднее!.

Разность потенциалов измеряется в вольтах. 1 V — это такая разность потенциалов, когда при передвижении заряда в 1 кулон совершается работа, равная одному джаулю (1 джауль = 107 эргов, т. е. 1 дин X 1 см).

~-d

е ;

М /V с

, 1

, I/. ;

1 *

1 I1

1 :

Рис. 7

Разность потенциалов — это разность электрических уровней. Если поместить в поле положительный заряд и предоставить его самому себе, то он немедленно начнет двигаться — падать вдоль силовых линий от более высокого потенциала к более резкому. В этом отношении движение зарядов совершенно аналогично (подобно) движению тел в поле сил тяготения или тяжести.

Все тела (если нет механических препятствий) падают с более высокого места (уровня) к более низкому. Но при этом между уровнями в поле тяжести и электрическими потенциалами есть существенная разница. Понятие «высокого» и «низкого» уровня в электричестве условно. Принято считать, что более «высокий» уровень (потенциал) — это такой, с которого «надают» положительные заряды. Следовательно самое «высокое» место в электрическом поле соответствует положительно заряженному току (проводнику), а самое «низкое» находится на отрицательно заряженном электроде. Однако, рассматривая движение отрицательного заряда, нужно будет очевидно «низ» и «верх» поменять местами.

Мы все время умышленно говорили только о разности потенциалов, а не о потенциале. Сам по себе «потенциал», как и уровень, не имеет никакого смысла. Всегда надо указать, относительно чего

берется данный уровень. Например такая-то гора имеет 5 000 м над уровнем моря. Такой-то проводник имеет 1 000 V по сравнению с потенциалом земли. «Уровень моря», «потенциал земли» очень часто условно принимаются за нуль. Но