PRÁCE V HOMOGENNÍMELEKTRICKÉM POLI

+ -

Do určitého místa elektrického pole s intenzitou Evložíme náboj Q.

Na náboj působí elektrická síla Fe, která ho uvede dopohybu ve směru siločáry elektrického pole.

eF

Q

FE e

QEF e

Q+

E

+ -

Při přemístění náboje v homogenním poli elektrickásíla koná práci W.

Vykonaná práce je rovna součinu velikosti náboje Q, intenzity elektrického pole E a vzdálenosti d.

Q

FE e

QEF e

Q

E

FsW

21e ddFW

QEdW

d

1d

+

2d

eF+

+ -

Při přemístění náboje v homogenním poli elektrickásíla koná práci W.

Vykonaná práce nezávisí na trajektorii, ale jen na rozdílu vzdáleností d od uzemněné desky.

Q

E

QEdW d

++eF

+

práce elektrických sil = změna el. potenciální energie

Energie bodového náboje v elektrickém poli

pFe ΔEW

eF

Q

d

+

GF

pFG ΔEW

h

m

QEdW Fe mghW FG

Analogie s tíhovým polem Země

Pro určení Ep v daném místě pole je třeba zvolit tzv.nulovou hladinu potenciální energie.

Energie bodového náboje v elektrickém poli

pFe ΔEW

eF

Q

d

+

GF

pFG ΔEW

h

m

QEdW Fe mghW FG

Za nulovou hladinu potenciální energie zpravidla volímepovrch Země nebo povrch vodiče spojeného se Zemí.

Energie bodového náboje v elektrickém poli

pFe ΔEW

eF

Q

d

+

GF

pFG ΔEW

h

m

QEdW Fe mghW FG

V případě radiálního pole bodového náboje volíme nulovouhladinu potenciální energie v nekonečnu.

Energie bodového náboje v elektrickém poli

pFe ΔEW

eF

Q

d

+

GF

pFG ΔEW

h

m

QEdW Fe mghW FG

Energie bodového náboje v elektrickém poli

pFe EW eF

Q

d

+ QEdW Fe

QEdE p

Elektrická potenciální energie Ep náboje Q v určitém místěelektrického pole je určena prací, kterou vykoná elektrickásíla při přemístění náboje z daného místa na nulovou hladinu potenciální energie (nezávisle na trajektorii).

Potenciální gravitační energie Ep se vztahuje na systémdvou těles (Země, těleso).

Potenciální elektrická energie Ep se vztahuje na systémdvou nábojů: náboje, který pole utváří a náboje, kterýse v tomto poli pohybuje.

Jakou velkou práci vykoná síla, která přemístí částici s kladným elektrickým nábojem 20 C v homogenním elektrickém poli s intenzitou 104 V.m-1 podél siločáry po dráze 10 cm?

W = 0,02 J

Řešte úlohu:

Určete velikost intenzity elektrického pole mezi dvěma rovnoběžnými vodivými deskami vzdálenými od sebe 20 cm, má-li náboj 5 C přenesený na kladně nabitou desku vzhledem k uzemněné desce potenciální energii 1 J.

E = 106 V.m-1

Řešte úlohu:

Vložíme-li do homogenního elektrického pole kladný bodový elektrický náboj:

a) začne na něj působit elektrická síla,

b) bude se pohybovat ve směru siločáry,

c) elektrické pole jeho pohybový stav neovlivní,

d) bude se pohybovat proti směru siločáry.

Test

1

Práce vykonána působením sil elektrického pole nabodový elektrický náboj je dána vztahem:

a) W = QEd,

b) W = QFd,

c) W = FEd,

d) W = FQE.

Test

2

Elektrická potenciální energie Ep náboje Q v určitémmístě elektrického pole je určena: a) prací, kterou vykoná elektrická síla při přemístění náboje z daného místa na povrch Země,b) prací, kterou vykoná elektrická síla při přemístění náboje z daného místa na zápornou desku,c) elektrickou silou, která na něj působí při přemístění z daného místa na zápornou desku,d) elektrickou silou, která na něj působí při přemístění z daného místa na povrch Země.

Test

3