Потенциал поля точечного заряда

Обратимся теперь к сферическому (точечному) заряду. Выше показано, что напряжённость электрического поля, созданного равномерно распределённым по сфере зарядом Q, не зависит от радиуса сферы. Представим, что на некотором расстоянии r от центра сферы находится пробный заряд q. Напряжённость поля в точке, где находится заряд,

На рисунке изображён график зависимости силы электростатического взаимодействия между точечными зарядами от расстояния между ними. Чтобы найти работу электрического поля при перемещении пробного заряда q с расстояния r до расстояния R, разобьём этот промежуток точками r ₁, r ₂,..., r_п на равные отрезки. Средняя сила, действующая на заряд q в пределах отрезка [ rr ₁], равна

Работа этой силы на этом участке:

Аналогичные выражения для работы получатся для всех других участков. Поэтому полная работа:

Одинаковые слагаемые с противоположными знаками уничтожаются, и окончательно получаем:

– работа поля над зарядом

– разность потенциалов

Теперь, чтобы найти потенциал точки поля относительно бесконечности, устремляем R к бесконечности и окончательно получаем:

(6.2)

Итак, потенциал поля точечного заряда обратно пропорционален расстоянию до заряда.