Электростатическое поле

Определение электростатического поля

Электромагнитное поле является особым видом материи, оно является носителем энергии и обладает характерными для него электрическими и магнитными свойствами.

Электростатическое поле представляет собой частный вид электромагнитного поля. Оно создается совокупностью электрических зарядов, неподвижных в пространстве по отношению к наблюдателю и неизменных во времени.

В дальнейшем, как правило, будем иметь дело с полем, создаваемым в однородной и изотропной среде, т. е. в такой среде, электрические свойства которой одинаковы для всех точек поля и не зависят от направления. В противоположном случае будут делаться соответствующие оговорки. Электростатическому полю присуща способность воздействовать на помещенный в него электрический заряд с механической силой, прямо пропорциональной величине этого заряда. В основу определения электростатического поля было положено механическое его проявление. Оно было обнаружено много лет назад и нашло свое выражение в известном из курса физики законе Кулона (1785).

Закон Кулона

Два точечных заряда q₁ и q₂ в вакууме взаимодействуют друг с другом с силой F, прямо пропорциональной произведению зарядов q₁ и q₂ и обратно пропорциональной квадрату расстояния R между ними. Эта сила направлена по линии, соединяющей центры точечных зарядов. Если заряды имеют одинаковые знаки, то они стремятся оттолкнуться друг от друга; заряды противоположных знаков стремятся сблизиться:

, (11.1)

где R₀ — единичный вектор, направленный по линии центров.

Рис.11.1. Взаимодействие двух электрических зарядов.

Если пользоваться системой единиц СИ, то расстояние R обычно измеряют в метрах (м), заряды в кулонах (Кл), e₀ =8,86•10^-12 Ф/м, тогда сила будет получена в ньютонах (Н). Хотя в формулировке закона Кулона и упоминаются «точечные» заряды, но это не значит, что взаимодействующие друг с другом заряды, расположены на телах, имеющих бесконечно малые размеры. Когда говорят о точечных зарядах, то имеют в виду следующее: линейные размеры тел, на которых расположены взаимодействующие заряды, много меньше расстояния между телами.