obr. 1: Ekvipotenciální hladiny v homogenním elektrickém poli (intenzita el. pole je všude stejná co do velikosti i co do směru)
Určete průběh elektrického potenciálu v závislosti na vzdálenosti od záporně nabité desky v homogenním elektrickém poli (obr.1).
|
|
obr. 1: Ekvipotenciální hladiny v homogenním elektrickém poli (intenzita el. pole je všude stejná co do velikosti i co do směru) |
Zkuste to napřed sami...
Pravou desku můžeme uzemnit, aniž by se situace změnila (záporný
náboj na ní zůstane díky jevu elektrostatické indukce - bude přitahován
kladným nábojem na levé desce). Potenciál na pravé desce pak bude nulový.
Budeme-li "zkušební" kladný náboj přemísťovat od uzemněné
desky směrem vlevo, bude se pohybovat proti směru elektrické síly na něj působící
a tedy budeme muset konat práci W=Fel, kde l je vzdálenost,
o kterou jsme náboj posunuli od uzemněné desky. Jelikož F=qE, je W=qEl
a El=U.
Mezi dvěma body A, B v homogenním elektrickém poli je elektrické napětí U=Ex,
kde E je intenzita elektrického pole a x je vzdálenost
ekvipotenciálních hladin, na nichž leží body A, B.
Napětí mezi dvěma body je rovno rozdílu potenciálů mezi těmito body, U=jA-jB.
Napětí mezi pravou deskou a nějakým bodem A mezi deskami je U=jA,
jelikož potenciál pravé desky je roven nule. Dosadíme za U=Ex a máme
jA=Ex=konst. x
Potenciál se tedy lineárně zvyšuje směrem od záporné ke kladné desce. Jestliže u záporné desky má hodnotu jA=0, potom u kladné desky má hodnotu jA=Ed, kde d je vzájemná vzdálenost desek.