在學習這個主題之前，首先要先了解物理學、保守力、電荷、庫侖定律和電場等的知識。
電力是一種保守力
除了萬有引力和彈簧力之外，電力也是保守力的例子。為了更好地理解為什麼電力被稱為保守力，請閱讀以下解釋。
假設如圖所示有兩個帶電板，左邊的板帶正電，右邊的板帶負電。n 否定。箭頭 兩個盤子都是 電場線 楊 從正電荷流向負電荷。正電荷靠近帶正電的金屬板。
電場的存在使正電荷受到一個方向與電場方向相同的電場力，從而使正電荷向右加速，朝向帶負電的極板運動。電場力的方向與電荷的運動方向相同，因此電場力對電荷做正功。數學上，電場力對正電荷所做的功為W = F s = q E s，其中W 為功，F 為電場力，s 為兩極板之間的距離，q 為正電荷量，E 為電場強度。
到達帶負電荷的金屬板附近後，如果 正電荷 想要返回可以 回到原來的位置 靠近 帶正電荷的板 那麼，就需要你的風格了。AR。 當電荷為正時 已搬 向左轉 朝向帶正電荷的板電場力始終向右，因此電場力對電荷做負功。數學上，電場力對正電荷所做的功為 W = – F s = – q E s。
當正電荷先向右移動，再向左移動回到原位時，電場力對其所做的總功為 W = q<sub>E</sub>s – q<sub>E</sub>s = 0。如果力作用於物體時，物體從原位移動後又回到原位，其所做的總功等於零，則該力為保守力。基於以上解釋，可以得出結論：電場力是保守力。
電力和電位能
保守力所做的功與位能的變化有關。例如，引力對物體所做的功會改變物體的引力位能。類似地，電力對電荷所做的功會改變電荷的電位能。
均勻電場中的正電荷
下圖展示了保守力做功引起位能變化的例子。圖中解釋了引力做功和引力位能變化的過程，以此作為對比，幫助理解電力做功和電位變化的過程。
左圖顯示的是一個物體下落的畫面。 貝巴斯 朝向地面。 物體在高處時，其重力位能最大。 當物體向下移動時，會受到重力的作用。重力的方向與物體位移的方向相同，即向下，因此重力做正功。當物體向下加速運動時，其高度會降低，從而降低其重力位能。 當物體即將落地時，其重力位能達到最小值。 由此可以得出結論：重力對物體所做的正功會降低物體的重力位能。 重力位能不會消失，而是轉化為動能，這可以從物體向下運動時速度的增加看出。
右圖顯示的是正電荷。當電荷 f 靠近一塊帶正電的極板時，電荷的電位能達到最大值。兩極板之間存在電場，導致電荷受到電場力的作用而加速運動。 正電荷板與負電荷板。當 負載向右移動電力 也朝著同一方向 電荷位移向右，因此電場力做正功。 移動中 向右，電荷的動能增加，而電位能減少。 當電荷接近帶負電的金屬板時，電荷的電位能達到最小值。 由此可以得出結論，電場力對物體所做的正功 貨物降低電荷的電位能。 S相反， 吉卡 正電荷被移回其原始位置 那麼電荷轉移的方向就是向左，與該方向相反。 向右的電場力n由於電場力方向相反，它對正電荷做負功。當電荷向左移動時，其電位能增加。因此，可以得出結論：電場力對電荷所做的負功增加了電荷的電位能。
均勻電場中的負電荷
與正電荷不同，負電荷在靠近帶負電的極板時具有最大電位能，在靠近帶正電的極板時具有最小電位能。電荷自然地從高電位向低電位移動，因此負電荷也會從帶負電的極板向帶正電的極板移動。負電荷的運動方向向左，而電場力的方向向右，因此電場力做負功。當負電荷向左移動時，其電位能降低，並在接近帶正電的極板時達到最小值。由此可見，電場力所做的負功降低了負電荷的電位能。電位能並沒有消失，而是轉化為動能，這體現在負電荷向帶正電的極板移動時速度的增加。
均勻電場中的電位能
當電荷處於特定位置時，其電位能是未知的。然而，如果電荷從一個位置移動到另一個位置，則可以確定其電位能的變化。因此，重要的是電位能的變化量（ΔEP）。
相較之下，當芒果位於果柄上時，它具有重力勢能，但其數值無法確定。如果芒果在重力作用下加速落向地面，則可以透過公式 W = ΔEP = mgh計算芒果重力位能的減少量，其中 m 為質量，g 為重力加速度，h 為芒果果柄到地面的距離。
同樣，當電荷在電場力的作用下從一點加速運動到另一點時，其電位能的變化也可以計算出來。如前所述，如果一個正電荷從帶正電的極板移動到帶負電的極板，則電荷電位能的減少量可以用公式W = ΔEP = qEs 計算，其中 q 為電荷量，E 為電場強度，s 為兩極板之間的距離或兩點之間的距離。同樣地，如果一個負電荷從帶負電的極板移動到帶正電的極板，則負電荷電位能的增加量可以用公式 W = ΔEP = qEs計算。
兩個點電荷的電位能
電位能的變化不僅發生在均勻電場中的電荷身上，也發生在單一電荷產生的電場中。假設有一個電荷 Q 產生電場，電荷 q 與電荷 Q 的距離為 r。
備註： k（庫侖常數）= 9 × 109 納米2/C2, Q = 產生電場的電荷量， q = 在電荷 Q 產生的電場中發生位移的電荷， s = r = 電荷 q 到電荷 Q 的距離。
如果兩個電荷符號相同（+ 或 -），則它們相互排斥或彼此遠離，電位變化為正（電位增加）。這類似於物體向上遠離地球，其高度和重力位能增加。相反，如果兩個電荷符號不同，則它們相互吸引或彼此靠近，電位變化為負（電位減少）。這類似於物體向下靠近地球，其高度和重力位能減少。
電力是一種保守力，因此電荷運動路徑的形狀對電位能的變化沒有影響。真正影響電位能變化的是電荷的初始位置和最終位置。
下一個主題，我們將回顧電勢，這是與電位能密切相關的物理量。
