Напряженность электрического поля

Теория дальнодействия (Ньютон) и близкодействия (Фарадей).

Электрический заряд изменяет свойства окружающего пространства – создает электрическое поле. Основной силовой характеристикой электрического поля является напряженность.

Напряженность электрического поля в данной точке – векторная физическая величина, равная отношению силы , действующей со стороны поля на пробный заряд q, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда:

= . (1-8)

Вектор направлен в сторону силы, действующей со стороны поля на положительный пробный заряд ( || , q > 0).

В Си напряженность измеряется в вольтах на метр (В/м) или в ньютонах на кулон (Н/Кл).

Если q = 1, тогда = , поэтому напряженность электрического поля является силовой характеристикой поля.

Величина напряженности электрического поля, созданного точечным зарядом q на расстоянии r от него (рис.), вычисляется по формуле:

а б

или . (1-9)

Если электрическое поле создается не одним, а несколькими электрическими зарядами, то для слабых полей справедлив принцип суперпозиции: электрические поля от разных источников накладываются одно на другое, не искажая друг друга, а напряженность результирующего поля равна векторной сумме напряженностей полей отдельных источников:

. (1-10)

Для записи векторного уравнения (1-10) в скалярной форме выбирают удобную инерциальную систему отсчета (ИСО) и находят проекции всех векторов на координатные оси:

(1-10а)

Принцип суперпозиции успешно используется для расчета различных электрических полей.

Если электрическое поле создается не точечным зарядом, то, используя формулу (1-9) и принцип суперпозиции электрических полей (1-10), можно получить формулы для вычисления напряженности поля зарядов произвольных форм.

Например, для линейно протяженного заряженного тела

(1-11)