如果一个
矢量场是某个
标量势的梯度,那么便称为保守场。一个矢量场V 称为保守的,即如果存在一个
标量场φ,使得V=▽φ。在这里▽φ表示φ的
梯度。当以上的
等式成立时,φ就称为V的一个标量势。
跟物体在
重力场中移动过程中重力
做功一样,电荷在电场中移动时
电场力做功.电荷在
静电场中从一点移到另一点时,电场力的功的值只跟始末两点的位置有关,而和所经过的路径的形状完全无关.如果电荷在静电场中的某点出发沿任意闭合路径又回到原出发点(即始末两点,在同一位置),电场力所做的功等于零.具备这种特点的力和场称为
保守力和保守场.静电场力和重力都是保守力,静电场和重力场是保守场.
有两个密切相关的概念:路径无关和无旋矢量场。任何一个保守场的
旋度都是零(因此是无旋的),也具有路径无关的性质。矢量分析基本定理表明,任何一个
矢量场都可以表示为一个
保守矢量场和一个螺线矢量场的和。