1.3. Напряженность электрического поля.

Заряды, находясь на некотором расстоянии один от другого, взаимодействуют. Это взаимодействие осуществляется посредством электрического поля, которое материально, существует независимо от нас и обладает определенными свойствами и характеристиками.

Напряженность электрического поля — силовая характери­стика электрического поля, численно равная силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля. Другая формулировка: отношение силы , действующей на помещенный в данную точку поля заряд, к этому заряду для каждой точки поля не зависит от заряда и может рассматриваться как силовая характеристика поля — напряженность электрического поля: .

Напряженность — векторная величина. С другой стороны, сила, действующая на заряд q со стороны электрического поля, равна .

Л инии напряженности электрического поля (силовые линии) - это непрерывные линии, касательные к которым в каждой точке, через которую они проходят, совпадают с векторами напряженности. Эти линии называют силовыми линиями электрического поля, или линиями напряженности.

Густота силовых линий больше вблизи заряженных тел, где напряженность поля также больше. Напряженность электрического поля измеряется в ньютонах на кулон (Н/Кл).

Однородное электрическое поле — это поле, напряженность которого одинакова во всех точках пространства.

По закону Кулона заряд будет действовать на другой заряд с силой . Величина напряженности поля точечного заряда на расстоянии от него равна , или в скалярной форме . Вектор напряженности точечного заряда в любой точке электрического поля направлен вдоль прямой, соединяющей эту точку и заряд.

Линии напряженности никогда не пересекаются, поскольку в каждой данной точке пространства вектор имеет лишь одно направление.

В случае точечного заряда линии напряженности – радиальные прямые, выходящие из заряда, если он положителен, и входящие в него, если заряд отрицателен.

В случае однородного поля (для него вектор напряженности в любой точке постоянен по модулю и направлению) линии напряженности параллельны вектору напряженности.

1.4. Принцип суперпозиции полей.

Если в данной точке пространства различные заряженные частицы создают электрические поля, напряженности которых , то результирующая напряженность поля в этой точке равна .

Допустим поле создается двумя точечными неподвижными положительными зарядами и ( = ). На рисунке показаны напряженности результирующего поля в точке А, равноудаленной от зарядов, и в произвольной точке В.

1.5. Электрический диполь.

Электрическим диполем называется система двух одинаковых по величине разноименных точечных зарядов и , расстояние между которыми значительно меньше, чем расстояние до тех точек, в которых определяется поле системы.

Напряженность поля диполя в произвольной точке определяется формулой: , где - электрический момент диполя (дипольный момент), вектор (плечо диполя) при этом направлен по оси от отрицательного заряда к положительному, — расстояние между диполем и данной точкой, — угол между осью диполя и направлением на данную точку.

В однородном внешнем электрическом поле на жесткий диполь действует пара сил, момент которой равен . Момент пары сил направлен перпендикулярно к плоскости, проходящей через векторы и , причем направление подчиняется правилу правого винта.

Расчет поля диполя в произвольной точке:

1. Напряженность поля на продолжении оси диполя: напряженность поля в точке А направлена вдоль оси диполя и, согласно принципу суперпозиции полей, по модулю равна: ; .

2. Н апряженность поля на перпендикуляре, восстановленном к оси диполя из его середины: .