Физика_1 / 25

25. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Линии напряженности электрического поля.

Если в пространство, окружающее электрический заряд, внести другой заряд, то на него будет действовать кулоновская сила, следовательно, в пространстве, окружающем заряды, существует силовое поле. Согласно представлениям современной физики, поле реально существует и является одной из форм существования материи. Посредством поля осуществляются определенные взаимодействия между телами или частицами в составе вещества. В данном случае говорят об электрическом поле – поле, посредством которого взаимодействуют электрические заряды. Рассматриваемые нами поля создаются неподвижными зарядами, и потому называются электростатическими. Для обнаружения и исследования электростатического поля используется пробный точечный положительный заряд – заряд, не искажающий поле (не вызывает перераспределения зарядов поля). Если в поле, создаваемое зарядом Q, поместить заряд Q₀ , то на него действует сила F, различная в разных точках ноля, которая, согласно закону Кулона, пропорциональна пробному заряду Q₀ . Поэтому отношение не зависит от Q₀ и характеризует электростатическое поле в той точке, где пробный заряд находится. Эта величина – напряженность, она является силовой характеристикой электростатического поля. Напряженность электростатического поля – величина, определяемая силой, действующей на пробный единичный положительный заряд, помещенный в эту точку поля:

= . (1)

Направление вектора E совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Если поле создается положительным зарядом, то вектор E направлен вдоль радиуса-вектора от заряда во внешнее пространство (отталкивание пробного положительного заряда); если поле создается отрицательным зарядом, то вектор E направлен к заряду. Из формулы (1) следует, что единица напряженности электростатического поля – ньютон на кулон (Н/Кл). 1Н/Кл – напряженность такого поля, которое на точечный заряд 1Кл действует с силой в 1Н. 1Н/Кл = 1В/м (вольт на метр). Графически электростатическое поле изображают с помощью линий напряженности – линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора E (рисунок).

Им приписывается направление, совпадающее с направлением вектора E в рассматриваемой точке линии. Т.к. в каждой данной точке пространства вектор имеет лишь одно направление, линии напряженности никогда не пересекаются.