2 点電荷の電位エネルギー

均一な電場での試験電荷の電位エネルギーは、静電荷分布によって引き起こされる任意の電界に対して一般化できます。

ポイントOの静電荷とポイントBのテスト電荷について考えてみます。試験電荷が静電荷から離れて変位する場合、試験電荷上の電界によって行われる仕事は、力と変位の内積の積分です。ここでは、力は反発性であり、その結果、正の仕事になります。

この仕事は、最終位置と初期位置でのテスト電荷が持つ電位エネルギーの負の差として表すことができます。行われた仕事が正であるため、システムの位置エネルギーは減少します。

電位エネルギーは、無限遠でゼロと定義されます。同じ極性の電荷に対しては常に正です。反対の電荷の場合、位置エネルギーは常に負です。

テスト電荷がいくつかの点電荷によって引き起こされる電界にあるとします。電位エネルギーは、すべての静電荷による電位エネルギーの代数的和です。