一様な電場

Ⅰ　電場の中の電荷に外力を加えてゆっくりと運ぶとき，エネルギーの原理により

「静電気力による位置エネルギーの増加量＝外力がした仕事」

という関係が成り立つ．ただし，電荷にはたらく重力の影響は無視できるものとする．

　上の関係が成り立つ理由を考える．

　まず，エネルギー原理は　ΔE＝ΔK+ΔU＝W非保存力　と表すことができる．

　上の場合，「ゆっくりと運ぶ」ので運動エネルギーの増加はないものと考えてよい．すなわち，ΔK＝０．また，電荷には静電気力と外力の２力がはたらいているが，「静電気力は保存力」，「外力は非保存力」である．

　以上のことから，上の状況では，エネルギー原理の式を　ΔU＝W外力　と表すことができる．

Ⅱ　電場のなかで，電荷が所有する静電気力による位置エネルギーUは

U = qV

と表すことができる．ここで，qは電荷の電気量，Vは電位を表している．

　上の式は，電位の定義から当然の帰結となる．

　電位の定義：ある位置の電位は，その位置で単位正電気量（＋１Ｃ）あたりの電荷が所有する静電気力による位置エネルギーと定める．