38. Електричне поле. Вектор напруженості електричного поля. Принцип суперпозиції полів…

Електричне поле — одна зі складових електромагнітного поля, що існує навколо тіл або частинок, що мають електричний заряд, а також у вільному вигляді при зміні магнітного поля (наприклад, в електромагнітних хвилях). Електричне поле може спостерігатися завдяки силовому впливу на заряджені тіла.Кількісними характеристиками електричного поля є вектор напруженості електричного поля й вектор електричної індукції .У випадку, коли електричне поле не змінюється з часом, його називають електростатичним полем.Розділ фізики, який вивчає розподіл статичного електричного поля в просторі, називається електростатикою.Створення електричного поляЕлектричне поле створюється зарядженими тілами, зокрема зарядженими елементарними частинками. Таке поле є потенціальним. Його напруженість визначається законом Кулона. Силові лінії потенціального електричного поля починаються і закінчуються на зарядах або виходять на нескінченність.За законом електромагнітної індукції електричне поле створюється також змінним магнітним полем. Таке електричне поле - вихрове. Силові лінії вихрового електричного поля замкнені.Енергія електричного поляЕлектричне поле викликає переміщення вільних зарядів і може виконувати роботу, а це значить, що воно має енергію.Енергія електричного поля W задається формулоюде інтегрування проводиться по всьому простору [1].Відповідно, густина енергії електричного поля задається формулоюЕнергія електричного поля системи заряджених провідників із зарядами дорівнюєде — потенціали провідників.Термодинамічні потенціалиВідклик термодинамічної системи на прикладене зовнішнє електричне поле описується термодинамічними потенціалами. Наприклад, вільна енергія одиниці об'єму має виглядТаким чином, напруженість електричного можна визнаНапру́женість електри́чного по́ля — це векторна фізична величина, яка дорівнює силі, яка діє у даній точці простору у даний момент часу на пробний одиничний електричний заряд у електричному полі.де — сила, — електричний заряд, — напруженість електричного поля.В системі СІ вимірюється у В/м, на практиці здебільшого у В/см.Вектор напруженості електричного поля входить в рівняння Максвелла.Друге рівняння Максвеллагласить, що джерелом електричного поля може бути змінне магнітне поле.. Принцип суперпозиції полів Принцип суперпозиції – один із найзагальніших законів у багатьох розділах фізики. Найпростіше формулювання принципу суперпозиції звучить так: результат впливу на частинку кількох зовнішніх сил є просто сума резульаттів впливу кожної із сил. Найбільш відомий принцип суперпозиції в електростатиці, в якій він стверджує, що електростатичний потенціал, який створюється в даній точці системою зарядів, є сума потенціалів окремих зарядів. Підкреслимо, що електродинамічний принцип суперпозиції не є непорушним законом природи, а є усього лише наслідком лінійності рівнянь Максвелла, тобто рівнянь класичної електродинаміки. Тому, коли ми виходимо за межі застосовності класичної електродинаміки, цілком варто очікувати порушення принципу суперпозиції.