Reklama

Линии напряженности электрического поля

Чтобы изобразить электрическое поле в пространстве, окружающем заряд у, можно воспользоваться векторами напряженности (рис. 15.3). Такой способ изображения требует много времени и не всегда удобен. Фарадей предложил изображать поле силовыми линиями, которые в дальнейшем мы будем называть линиями напряженности. Одна из таких линий проведена через точку А так, что вектор Е направлен вдоль нее. Проведя таким способом ряд прямых от заряда q, получим изображение поля линиями напряженности (рис. 15.4).

Чтобы различить изображения полей положительного и отрицательного зарядов, линию напряженности считают направленной в ту сторону, куда указывает вектор напряженности Е. Тогда поля положительного и отрицательного зарядов будут отличаться направлением линий напряженности (рис. 15.4).

IMG_20140909_0003_cr

Более сложно провести линии напряженности, когда поле создано несколькими зарядами, например, двумя. Провести линию так, чтобы векторы напряженности, изображенные в каждой ее точке, целиком лежали на ней, в большинстве случаев нельзя. Зато всегда можно провести кривую линию так, чтобы векторы напряженности везде были касательными к ней. Одна такая линия проведена через точку М на рис. 15.5, где показаны векторы напряженности поля двух равных разноименных зарядов. (Подумайте, почему через каждую точку поля указанным способом можно провести только одну линию.)IMG_20140909_00023_cr

Итак, линией напряженности называется такая линия, в каждой точке которой вектор напряженности поля направлен по касательной. На рис. 15.6 и 15.7 линиями напряженности изображены поля равных по величине разноименных и одноименных зарядов.

IMG_201409029_0003_cr

Графически изображая поле, следует помнить, что линии напряженности электрического поля:

  1. нигде не пересекаются друг с другом;
  2. имеют начало на положительном заряде (или в бесконечности) и конец на отрицательном (или в бесконечности), т. е. являются незамкнутыми линиями;
  3. между зарядами нигде не прерываются.

Картина поля, изображенная линиями напряженности, будет наглядней, если условиться чертить эти линии гуще там, где напряженность поля больше.IMG_20140909_000223_cr

Итак, плотность линий напряженности должна быть пропорциональна Е. При расчетах условно считают, что через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно линиям напряженности, проходит количество линий, которое численно равно Е в том месте, где находится эта поверхность. (Подумайте, где на рис. 15.6 и 15.7 напряженность больше и как направлен вектор напряженности в трех произвольно выбранных точках поля на каждом из рисунков.)

Reklama