PT0. Kasulikud valemid

Töö homogeenses elektriväljas. Homogeenne väli on kõigis punktides ühetaoline, ühesuguse tugevusega. Selline väli võib eksisteerida näiteks kahe elektriliselt laetud plaadi vahel. Punktlaengu q liikumisel homogeenses väljas on töö võrdne

A equals F s cos alpha comma

kus s on laengu nihke pikkus; alpha on nurk elektrivälja tugevuse suuna ja nihke suuna vahel.

Töö punktlaengu väljas. Kui punktlaeng q liigub teise punktlaengu Q tekitatud väljas, siis töö on võrdne

A subscript 12 equals fraction numerator q Q over denominator 4 pi epsilon subscript 0 end fraction open parentheses 1 over r subscript 1 minus 1 over r subscript 2 close parentheses comma

kus r subscript 1 ja r subscript 2 subscript blankon laengu q alg- ja lõppkaugus laengust Q.

Punktlaengu q potentsiaal. Laengust q kaugusel r on potentsiaal

phi equals fraction numerator 1 over denominator 4 pi epsilon subscript 0 end fraction q over r.

Siin epsilon subscript 0 equals 8 comma 85 times 10 to the power of negative 12 end exponent space fraction numerator C squared over denominator N times m squared end fraction.

Konstandi fraction numerator 1 over denominator 4 pi epsilon subscript 0 end fraction väärtus. Arvutustes on sageli seda väärtust kasulik teada ning see on ka hästi meeles peetav:

fraction numerator 1 over denominator 4 pi epsilon subscript 0 end fraction equals 9 times 10 to the power of 9 space fraction numerator N times m squared over denominator C squared end fraction.

Ühtlaselt laetud kera potentsiaal. Kui kera on laetud ühtlaselt laenguga q, tekib kera pinnal ja väljaspool kera samasugune elektriväli, nagu tekiks siis, kui kera asemel oleks kera keskpunkti asetatud punktlaeng q. Seetõttu kaugustel, mis võrduvad kera raadiusega r  või on sellest suuremad, saab kera potentsiaali arvutada punktlaengu potentsiaali valemiga.

Töö ja pinge (potentsiaalide vahe) seos. Kui punktlaeng q liigub ühest väljapunktist teise, siis elektrivälja töö on võrdne

A subscript 12 equals q left parenthesis phi subscript 1 minus phi subscript 2 right parenthesis equals q U comma

kus pinge U equals phi subscript 1 minus phi subscript 2 on defineeritud laengu alg- ja lõppasukoha potentsiaalide vahena.

Töö ja pinge seos homogeenses elektriväljas. Homogeenses elektriväljas on elektrivälja tugevus ja pinge seotud valemiga

E equals U over d comma

kus U on pinge kahe teineteisest kaugusel d asetseva ekvipotentsiaalpinna (s.t ühesuguse potentsiaaliga pinna) vahel.

Punktlaengu potentsiaalne energia. Punktlaengu q potentsiaalne energia väljapunktis potentsiaaliga phi  on

W subscript p equals q phi.

NB. Potentsiaalset energiat tähistatakse vahel ka E subscript p nagu mehaanikas. Kuid kuna E tähistab elektriõpetuses tihtilugu elektrivälja tugevust, võib tähistus E subscript p olla eksitav. Võimalik on ka tähistada potentsiaalset energiat E subscript p o t end subscript.