2) Напряженность электрического поля

Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы   действующей на неподвижный^[1] пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда  :

.

Используя закон Кулона и определение понятия напряженности поля, получим выражение для модуля напряженности  электрического поля в некоторой точке А на расстоянии г от точечного заряда q. Если в точку А поместить точечный заряд q₁, то на него будет действовать сила, по закону Кулона равная

Для нахождения модуля напряженности электрического поля в точке А разделим модуль силы   на модуль заряда q₁:

Напряженность электрического поля точечного заряда прямо пропорциональна заряду q и обратно пропорциональна квадрату расстояния r от заряда до данной точки поля. Она не зависит от заряда q_lt помещенного в данную точку поля, следовательно, является однозначной силовой характеристикой поля в данной точке.

Напряженность электрического поля — векторная величина. За направление вектора   напряженности электрического поля принимается направление вектора кулоновской силы   , действующей на точечный положительный электрический заряд, помещенный в данную точку поля.

Зная напряженность электрического поля  в данной точке поля, можно определить модуль и направление силы   , с которой электрическое поле будет действовать на любой электрический заряд q в этой точке:

Опыт показывает, что если на электрический заряд q действуют одновременно электрические поля нескольких зарядов, то результирующая сила оказывается равной геометрической сумме сил, действующих со стороны каждого поля в отдельности. Это свойство электрических полей означает, что поля подчиняются принципу суперпозиции: если в данной точке пространства различные заряженные частицы создают электрические поля с напряженностями

 ,   и т. д., то вектор напряженности электрического поля равен сумме векторов напряженностей всех электрических полей (рис. 105):

3) Принцип суперпозиции электрических полей.

Если поле образовано не одним зарядом, а несколькими, то силы, действующие на пробный заряд, складываются по правилу сложения векторов. Поэтому и напряженность системы зарядов в данной точке, поля равна векторной сумме напряженностей полей от каждого заряда в отдельности.

(13.3)

Согласно принципу суперпозиции электрических полей можно найти напряженность в любой точке А поля двух точечных зарядов   и   (рис. 13.1). Сложение векторов   и   производится по правилу параллелограмма. Направление результирующего вектора   находится построением, а его абсолютная величина может быть подсчитана по формуле

4) Поток вектора напряженности поля.

Число линий вектора E, пронизывающих некоторую поверхность S, называется потоком вектора напряженности N_E.

Для вычисления потока вектора E необходимо разбить площадь S на элементарные площадки dS, в пределах которых поле будет однородным (рис.13.4).

Поток напряженности через такую элементарную площадку будет равен по определению(рис.13.5).

где   - угол между силовой линией и нормалью   к площадке dS;   - проекция площадки dS на плоскость, перпендикулярную силовым линиям. Тогда поток напряженности поля через всю поверхность площадки S будет равен

(13.4)

Так как   , то

(13.5)

где   - проекция вектора   на нормаль и к поверхности dS.