9. Электрическое поле

Название физической величины: электрическое поле − это особый вид материи, обладающий энергией. Электрическое поле может быть представлено как поле четырех физических величин – векторное поле напряженности Е(r), скалярное поле потенциала (r), векторное поле результирующей силы Кулона F(r) и скалярное поле потенциальной электрической энергии W(r).

Обозначение физической величины: Е(r) – напряженность; (r) – потенциал; F(r ) − сила; W(r) − потенциальная энергия электрического поля.

Формула связи физических величин или способ измерения: электрическое поле − это материальный объект, способный совершать работу и, значит, обладающий энергией. Если известно поле одной из четырех характеризующих его физических величин, например, поле напряженности, то поля трех остальных величин могут быть восстановлены по формулам: F(r) = E(r)∙q; ∆W₁₂ = F(r)∙∆s₁₂∙cos α; ∆₁₂ = ∆W₁₂/q.

Р асшифровка формулы: Е(r) – напряженность; (r) – потенциал; F(r) – результирующая сила Кулона; W(r) − потенциальная энергия электростатического поля; q – заряд, помещенный в поле; ∆W₁₂ = W₂ − W₁ − разность энергий между точками 2 и 1 поля; r = – координаты точки поля; ∆r₁₂ – расстояние между точками 2 и 1 поля; α – угол между линией действия результирующей силы Кулона и перемещением ∆s₁₂.

Вектор или скаляр физическая величина: сила и напряженность – векторы, потенциальная энергия и потенциал – положительные или отрицательные скаляры.

Размерности физических величин: заданы в предыдущих пунктах при определении величин по отдельности.

10. Силовая линия напряженности электрического поля

Название физической величины: cиловая линия напряженности электрического поля.

О бозначение физической величины: не величина, а поясняющий чертеж – буквенного обозначения нет.

Формула связи физических величин: линия, касательная к каждой точке которой совпадает по направлению с напряженностью электрического поля в этой точке.

Расшифровка формулы: на чертеже густота силовых линий на единицу длины (или на единицу площади, если чертеж - пространственный) совпадает с численным значением напряженности в этой области пространства.

Вектор или скаляр физическая величина: линия, направленная от положительного заряда к отрицательному; начинается на положительном заряде, оканчивается на отрицательном или в бесконечности.

Размерность физической величины: не величина, а поясняющий чертеж – размерности нет.

11. Эквипотенциальная поверхность

Н азвание физической величины: эквипотенциальная поверхность.

Обозначение физической величины: не величина, а поясняющий чертеж – буквенного обозначения нет.

Формула связи физических величин: поверхность, в каждой точке которой потенциал сохраняет свое значение постоянным.

Расшифровка формулы: на плоском чертеже проводят следы эквипотенциальных поверхностей через определенное, заранее оговоренное число вольт, например, через 1В и помечают у каждой поверхности значение потенциала на ней. На рисунке приведен один из возможных примеров поля, заданного через эквипотенциальные поверхности.

Вектор или скаляр физическая величина: эквипотенциальные поверхности несут скалярное постоянное значение потенциала.

Размерность физической величины: не величина, а поясняющий чертеж – размерности нет.