Напряженность электростатического поля

Лекция № 14. Характеристики электрического поля

Цель: изучить свойства электростатического поля, ввести его характеристики (напряженность и потенциал).

Основные понятия:

Напряженность – силовая характеристика электростатического поля.

Силовые линии – линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора напряженности.

Суперпозиция полей – геометрическое сложение напряженностей полей, создаваемых отдельными зарядами.

Потенциальное поле –силовое поле, в котором работа сил поля на пути между двумя любыми точками не зависит от формы пути, а зависит только от положения этих точек.

Потенциал – энергетическая характеристика электростатического поля.

Эквипотенциальная поверхность – это поверхность, на которой потенциал остается постоянным.

Напряженность электростатического поля.

Электрические заряды всегда связаны с электрическим полем, непрерывно распределенным по всему пространству, окружающему заряженные частицы или тела. Электростатическое (не зависящее от времени) поле одного заряда проявляется в его силовом действии на другой заряд, помещенный в какую-либо точку поля.

Характеристику электростатического поля можно получить, разделив силу, испытываемую зарядом q ₁, помещенным в некоторой точке, на его значение:

Эта величина называется напряженностью электростатического поля в вакууме.

Напряженность электрического поля точечного заряда q ₂ в вакууме можно найти из закона Кулона:

Введя, для упрощения записей, обозначение , получим

Н аправление вектора напряженности совпадает (по определению) с направлением силы, действующей на положительный заряд. Графически электростатическое поле можно изобразить при помощи силовых линий (линий вектора напряженности). Силовыми линиями называют линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора напряженности электрического поля. Силовые линии считаются направленными так же, как и вектор напряженности. Они нигде не пересекаются, поскольку в каждой точке поля вектор имеет лишь одно направление. Принято считать, что количество силовых линий, проведенных в некоторой области пространства, должно быть пропорционально напряженности электрического поля в этой области.