Електричне поле

Чисельні досліди показують, що в результаті електризації тіл в оточуючому їх середовищі з’являється електричне поле. Дія цього поля полягає в тому, що розміщений у деякій його точці поля електричний заряд отримує силову дію.

Електричне поле є такою самою об’єктивною реальністю, як і речовина (матерія існує у вигляді речовини й поля). Електричне поле нерухомих зарядів називають електростатичним. Електричне поле можна виявити, якщо внести в нього електричний заряд, на який відповідно із законом Кулона діятиме деяка сила. Для знаходження й дослідження електричного поля користуються пробними зарядами, величина їх береться досить маленькою, щоб не викривити електричне поле, що вимірюється.

Для порівняння електричного поля в різних точках або електричних полів, створених різними зарядами, користуються силовою характеристикою поля — вектором напруженості E; Цей вектор є відношенням сили, що діє на пробний заряд qпр , до його величини:

(3.9)

З рівності (3.9) випливає визначення напруженості електричного поля. Отже, напруженість у деякій точці електричного поля — це фізична величина, що чисельно дорівнює силі, яка діє на розміщений у цій точці поля одиничний позитивний заряд, і спрямована в напрямку дії сил. За одиницю напруженості електричного поля в СІ беруть 1(B/M) що випливає з (3.9):

Сила, що діє на пробний точковий заряд, дорівнює.

звідки напруженість поля для точкового заряду визначаються за формулою:

(3.10)

Електричне поле зображують графічно лініями напруженості. Лінією напруженості електричного поля називають уявну лінію, дотична до якої в кожній точці збігається з напрямком вектора напруженості поля в цій точці.

Вважають, що лінії напруженості починаються на позитивному заряді і закінчуються на негативному (рис. 3.2). Для того, щоб силові лінії характеризували не лише напрям поля, а й величину його напруженості, густина ліній має відповідати напруженості поля E.

Кількість силових ліній NE , що пронизують площу S, перпендикулярну до них, визначає потік вектора напруженості електричного поля. У загальному випадку потік вектора напруженості через поверхню S дорівнює

(3.11)

де En — нормальна (відносно dS) складова вектора E.

У разі однорідних електричних полів широко користують вектор E, але в деяких випадках під час переходу з одного середовища в інше змінюється відносна електрична проникність і величина вектора E. За таких умов для зручності розрахунків електричних полів вводять вектор електричного зсуву (вектор індукції) D, який пов’язаний з вектором E такою рівністю:

(3.12)

З рівності (3.12) випливає, що вектор електричного зсуву не
залежить від властивостей середовища. Поля вектора D графічно зображують так само, як поле вектор напруженості E.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *