§ 3.3 Основные характеристики электростатического поля

 НАПРЯЖЕННОСТЬ

Взаимодействие между неподвижными зарядами осуществляется посредством создаваемого ими электростатического поля.

Электростатическим полем называется не изменяющееся с течением времени электрическое поле, создаваемое неподвижными электрическими зарядами.

Если с помощью положительного пробного заряда исследовать поле, создаваемое неподвижным точечным зарядом , то по закону Кулона на пробный заряд действует сила

, где для вакуума =1

На различные пробные заряды , , … в данной точке поля, действуют различные силы , ,…

Но отношение силы к пробному заряду остается постоянным, не зависит от величины этого заряда и характеризует само поле

Направление вектора в какой-либо точке поля совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд, находящийся в этой точке.

Напряженность - силовая характеристика поля

Напряженность электростатического поля в какой-либо точке численно равна силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля

В СИ: [Е]= В/м.

Напряженность электростатического поля, созданного точечным зарядом на расстоянии от него
	- в скалярном виде
	- в векторном виде

В СИ:

Напряженность поля характеризует поле в каждой его точке по величине и по направлению, то есть является векторной силовой характеристикой поля.

Для протяженного источника (заряженная нить, поверхность, объем) выражение для напряженности электростатического поля записывается в дифференциальной форме

,

где - для заряженной нити, стержня и т.п.;

- для заряженной поверхности;

- для заряженного объема.

Интегрированием по всей линии, поверхности или объему определяется напряженность суммарного поля, создаваемого протяженным источником в данной точке.

Если вектор напряженности в любой точке поля постоянен по величине и направлению , то электростатическое поле называется однородным,

Графическое изображение электростатических полей

Электростатическое поле графически изображают с помощью силовых линий или линий напряженности.

Линией напряженности называется линия, касательная к которой в каждой точке совпадает по направлению с вектором напряженности в этой точке поля

Свойства силовых линий (линий напряженности):

Замкнутые линии; начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных; нигде не прерываются и не пересекаются, т.к. в каждой точке поля вектор имеет лишь одно направление.

Если поле создается точечным зарядом (рис. 5) или заряженным шаром (рис. 6), то линии напряженности представляют собой прямые, радиально расходящиеся от заряда или от центра шара.

Более сильное поле изображается более плотно расположенными линиями напряженности. изображено на рис. 7.

Поле, созданное точечным зарядом	Поле, созданное заряженным шаром
Электрическое поле двух разноименных и одноименных зарядов