Вектор Е напряженности электрического поля

На токи и заряды в электромагнитом поле действуют силы. Механические силы, действующие в поле на заряженные тела, определяются векторами напряженности электрического поля и магнитной индукции .

На электрический заряд q, движущийся в электромагнитном поле со скоростью , действует сила как со стороны электрического, так и со стороны магнитного полей:

.

Хотя электромагнитное поле и характеризуется неразрывно связанными электрическим и магнитным полем, удобно рассмотреть воздействие этих сил на заряд по отдельности.

Первая сила относится к вектору напряженности электрического поля . Пусть заряд неподвижен, . Тогда механическая сила, действующая на заряд в электрическом поле, определяется как:

,

и называется в силой Кулона, измеряется, как и всякая сила, в ньютонах. Отсюда следует:

.

При заряде, равном одному кулону получим

.

Итак, вектор напряженности электрического поля − отношение силы, действующей со стороны электрического поля на неподвижный электрический заряд, к величине этого заряда. Или: вектор определяет величину и направление силы, с которой электрическое поле действует на заряд величиной , помещенный в данной точке поля.

Направление силы, действующей на тестовый заряд , помещенный в поле заряда q, определяется по закону Кулона: если заряд q положителен – то вектор направлен от него (одноименные заряды отталкиваются), если заряд q отрицателен – то вектор направлен к нему. Направление вектора , как следует из его определения, совпадает с направлением вектора силы (рисунок 22).

Рисунок 22 − Взаимодействие зарядов и вектор напряженности электрического поля

Одиночный точечный заряд создает напряженность поля, равную

,

где − единичный вектор, направленный от заряда, − расстояние от заряда. Величина называется абсолютной диэлектрической проницаемостью и равна .

Единицей измерения вектора является вольт/метр, В/м.