Reklama

Напряженность электрического поля

Пусть в какой-либо точке пространства находится точечный электрический заряд q (рис. 15.1). Тогда в каждой точке окружающей среды на пробный заряд будет действовать электрическая сила. Поэтому поле вокруг заряда иногда называют силовым полем.

Силы, действующие на один и тот же пробный заряд в различных точках электрического поля, отличаются величиной и направлением (рис. 15.1). Поэтому целесообразно ввести специальную силовую характеристику любой точки поля, созданного электрическим зарядом. Как видно из закона Кулона, сила F такой характеристикой служить не может, так как для одной и той же точки поля эта сила прямо пропорциональна величине пробного заряда qПР;

F=EqПР (15.1)

Коэффициент пропорциональности Е в формуле (15.1) остается постоянным для каждой точки поля и может служить силовой характеристикой этой точки. Силовая характеристика точки электрического поля Е называется напряженностью поля. Она измеряется силой, с которой поле действует на единичный положительный заряд, внесенный в заданную точку поля.

Напряженность поля есть вектор, направление которого совпадает с направлением силы F, действующей на положительный заряд qПР в заданной точке поля, а модуль этого вектора определяется соотношением

E= F/ qПР. (15.2)

Из (15.2) можно вывести единицу напряженности Е в СИ:

Е= 1Н/1Кл=1Н/Кл=1 кг*м/ (А*с3).

В СИ за единицу напряженности электрического поля принимают напряженность в такой точке электрического поля, в которой на заряд, равный 1Кл, действует сила в 1Н).

IMG_20140909_0002_cr

Напряженность электрического поля определяется величиной и расположением тех зарядов, которые создают это поле, и для каждой точки может быть рассчитана теоретически. Покажем, как это можно сделать для поля уединенного точечного заряда q. Для силы взаимодействия точечных зарядов (q и qПР) имеем:

IMG_201409309_0002_cr

Из (15.3) можно найти только числовое значение вектора Е, направлен же он вдоль прямой, соединяющей выбранную точку поля с точечным зарядом q, и совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд. Если поле создается сразу несколькими зарядами, то напряженность Е в какой-либо точке поля находится как геометрическая сумма напряженностей, созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности (рис. 15.2).

Reklama