Напряженность электростатического поля. Взаимодействие между электростатическими зарядами (заряженными телами, заряженными частицами) осуществляется через электростатическое поле

Лекция 2. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Взаимодействие между электростатическими зарядами (заряженными телами, заряженными частицами) осуществляется через электростатическое поле. Неподвижный заряд q, расположенный в какой-либо точке пространства, неразрывно связан с электростатическим полем, которое заполняет все пространство вокруг заряда. Электростатическое поле проявляется в виде силы F, с которой оно действует на помещенный в разные точки пространства другой заряд (заряженное тело). Этот заряд называется пробным.

Пробный заряд должен быть столь малым, чтобы не изменять распределение зарядов на других заряженных телах. Пробный заряд принято всегда брать положительным.

Сила взаимодействия пробного заряда с электростатическим полем, созданным другими зарядами, определяется только величиной пробного заряда q_пр и положением точки в поле. Отношение силы, действующий на пробный заряд помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда, не зависит от величины пробного заряда и является характеристикой электрического поля в данной точке и называется напряженностью электростатического поля

. (3.1)

Напряженность электрического поля – это физическая величина, численно равная силе, действующей на единичный положительный заряд , помещенный в данную точку поля.

Направление вектора напряженности совпадает с направлением вектора силы, действующей на положительный заряд, помещенный в данную точку поля.

Электростатическое поле создается только зарядами; без зарядов оно не существует, как не существует электрических зарядов, не окруженных полем.

Нестатические переменные электрические поля могут существовать совместно с переменными магнитными полями в отрыве от электрических зарядов.

Выражение 3.1 показывает, что за единицу измерения напряженности электрического поля в системе СИ принята величина .

Следовательно, если в некоторой точке пространства существует электрическое поле напряженностью , то на заряд q, помещенный в данную точку, будет действовать сила . (3.2)

3.2. Электрическое поле точечного заряда и система точечных зарядов

Напряженность поля, созданного точечным зарядом, легко получить из определения (3.1), учитывая закон Кулона:

если , то (3.3)

Направление вектора напряженности в данной точке поля совпадает с направлением радиуса – вектора данной точки, если за начало отсчета принята точка, в которой находится положительный заряд, создающий поле. Если заряд, создающий поле, отрицательный, то вектор напряжения направлен противоположно . Если поле создано системой точечных зарядов, каждый из которых создает поле независимо друг от других, то результирующее поле можно вычислить как геометрическую сумму векторов напряженностей полей, созданным каждым точечным зарядом в отдельности