Электрическое поле равномерно заряженной плоскости (а) и поле между двумя бесконечными равномерно и разноименно заряженными плоскостями (б).

Урок 20. Характеристики электрического поля

Электрическое поле – это форма материи, окружающая электрические заряды.

Электрическое поле, окружающее неподвижные заряды – источники поля, называется электростатическим.

Напряженность (Н/Кл = В/м) – силовая характеристика электрического поля, численно равная электрической силе, действующей на единичный положительный заряд:

Где: –пробный заряд.

Направление вектора напряженности совпадает с направлением вектора силы, если пробный заряд положительный, и противоположно ему, если пробный заряд отрицательный.

Модуль напряженности не зависит от пробного заряда , и в вакууме находится по формуле:

Где: – заряд, создающий поле, r – расстояние до точки в которой находим напряженность.

Модуль напряженности в среде:

Замечание: по этим формулам можно так же определить напряженность поля заряженной сферы, если заряд по ней распределен равномерно. В этом случае r – расстояние от точки поля, в которой определяется напряженность, до центра сферы (r ≥ R), где R – радиус сферы. Внутри такой сферы (r < R) напряженность поля равна нулю.

Принцип суперпозиции полей: напряженность электрического поля, созданного в данной точке несколькими зарядами-источниками, равна векторной сумме напряженностей полей, созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности.

На рис. Применен принцип суперпозиции полей для определения напряженности поля, созданного в точке М двумя точечными зарядами и , двумя положительными (а), двумя отрицательными (б) и положительным и отрицательным (в)

 

Электрические поля изображают с помощью силовых линий.

Силовые линии – линии, касательные к которым совпадают с вектором напряженности.

· Чем гуще силовые линии, тем сильнее электрическое поле.

· Линии напряженности всегда начинаются на положительных зарядах, а заканчиваются на отрицательных или на бесконечности.

· Если силовые линии поля параллельны, то поле называют однородным.

Электростатическое поле точечного заряда

Поля точечных зарядов неоднородны.

Электрическое поле равномерно заряженной плоскости (а) и поле между двумя бесконечными равномерно и разноименно заряженными плоскостями (б).

Напряженность в любой точке однородного поля бесконечной и равномерно заряженной плоскости определяется по формуле:

Напряженность электрического поля между двумя бесконечными равномерно и разноимённо заряженными плоскостями, определяется формулой:

Здесь: - электрическая постоянная.

– диэлектрическая проницаемость среды (табличная величина, показывающая, во сколько раз электрическое взаимодействие в среде уменьшается по сравнению с вакуумом).

 

В заключение, рассмотрим следующие графики:

а) график зависимости напряженности поля E электрического поля поверхностно заряженной сферы радиусом R от расстояния r до ее поверхности.

б) График зависимости напряженности Е электрического поля бесконечной, равномерно заряженной плоскости от расстояния r до нее.

В) График зависимости напряженности Е электрического поля между двумя равномерно и разноименно заряженными плоскостями, расстояние между которыми d, от расстояния r.