Эквипотенциальные поверхности
Наглядное графическое изображение электростатических полей, возможно, не только с помощью картины силовых линий, дающих представление о напряженности в каждой точке поля, но и с помощью эквипотенциальных поверхностей.
Эквипотенциальная поверхность это множество точек, в которых потенциал имеет одно и то же значение.
Обычно изображают сечение этих поверхностей какой-либо плоскостью (плоскостью чертежа) пунктирными линиями. Для всех точек поверхности выполняется условие . Форма эквипотенциальной поверхности определяется конфигурацией системы зарядов, создающих поле. Для точечного заряда
,
, если
, т.е. эквипотенциальные поверхности представляют собой концентрические сферы с общим центром в точке, где находится создающий поле заряд.
Силовые линии электростатического поля перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям. Действительно, если мысленно перемещать пробный заряд по эквипотенциальной поверхности, то работа равна нулю (
). А это возможно, если сила перпендикулярна перемещению (
, следовательно
т.е
).