Напряженность электростатического поля

Если имеем систему неподвижно распределенных электрических зарядов, то их взаимодействие осуществляется посредством электрического (электростатического) поля. Электростатическое поле не изменяется во времени и создается только электрическими зарядами.

Электростатическое поле отдельного заряда можно обнаружить, если в пространство, окружающее этот заряд q, внести другой, пробный заряд . Отношение называют напряженностью электростатического поля. Единица напряженности – вольт на метр (В/м).

Например, напряженность поля точечного заряда:

Напряженность – величина векторная. За направление вектора напряженности Е принимают направление силы, с которой поле действует на пробный заряд, помещенный в данную точку поля.

Напряженность – силовая характеристика поля; она численно равна силе, действующей на единичный положительный заряд.

Если электростатическое поле создается не одним, а несколькими зарядами q₁, q₂, …, q_n, то результирующее поле определяется в соответствии с принципом суперпозиции полей: .

Электростатическое поле графически удобно представлять силовыми линиями. Силовыми линиями или линиями напряженности поля называют линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с вектором напряженности в данной точке поля. Линии напряженности электрического поля направлены от положительного заряда к отрицательному, т.е. выходят из положительного, а входят в отрицательный заряды.

Густотой линий напряженности характеризуют величину напряженности поля. В местах, где напряженность поля меньше, линии проходят реже. Примеры простейших электрических полей представлены на рис.2.1.

Электростатическое поле, во всех точках которого напряженность поля одинакова по модулю и направлению ( = const), называют однородным. Примером такого поля могут быть электрические поля равномерно заряженной плоскости и плоского конденсатора вдали от краев его обкладок.

Л инии напряженности электростатического поля никогда не могут быть замкнуты сами на себя. Они начинаются и кончаются на зарядах, либо уходят в бесконечность. Это свидетельствует о наличии в природе двух родов электрических зарядов.

Еще одна силовая характеристика электростатического поля – электрическое смещение. Это величина, определяемая для вакуума формулой: , а для среды , где e – диэлектрическая проницаемость среды.

Работа перемещения заряда в электростатическом поле.