Электричество

Электрическое поле

Напряжённость электрического поля.

Силы, действующие на один и тот же пробный заряд в различных точках электрического поля

Положим, в какой-либо точке пространства находится точечный электрический заряд q. Тогда в каждой точке окружающего пространства на пробный заряд будет действовать сила. Силы, действующие на один и тот же пробный заряд в различных точках электрического поля, отличаются величиной и направлением. Следовательно, будет правильно ввести специальную силовую характеристику любой точки поля, созданного электрическим зарядом. Как видно из закона Кулона, сила такой характеристикой служить не может, так как для одной и той же точки поля эта сила прямо пропорциональна величине пробного заряда qпр.

$$F=E\times q_{пр}$$( 7 )

Коэффициент пропорциональности E в формуле (1) остается постоянным для каждой точки поля и может служить силовой характеристикой поля как для рассматриваемой точки, так и для любой другой точки в пространстве.

Напряжённость электрического поля — это векторная силовая характеристика электрического поля, численно равная силе, с которой поле действует на единичный положительный электрический заряд, и направленная в сторону действия силы.

$$E=\frac{F}q_{пр}$$( 8 )

В системе СИ измеряется в \(\large{\frac{Н}{Кл}=\frac{кг\cdot м}{А\cdot с^3}}\)

Выведем формулу напряжённости электрического поля для уединённого точечного электрического заряда.

$$ E=\frac{F}{q_{пр}}=\frac{\frac{q\cdot q_{пр}}{4\pi \varepsilon \varepsilon_0r^2}}{q_{пр}}=\frac{q}{4\pi \varepsilon \varepsilon_0r^2}$$( 9 )

Здесь q — точечный уединённый заряд (Кл), ε — относительная диэлектрическая проницаемость среды (безразмерный коэффициент), ε0 — электрическая постоянная (Ф/м).

Геометрическая сумма напряженностей поля, созданных в заданной точке двумя точечными зарядами.

Из формулы (3) можно найти только числовое значение вектора Е, направлен же он вдоль прямой, соединяющей выбранную точку поля с точечным зарядом q, и совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд. Если поле создается сразу несколькими зарядами, то напряженность Е в какой-либо точке поля находится как геометрическая сумма напряженностей, созданных в той точке каждым зарядом в отдельности.

Завиток