Принцип суперпозиции электрических полей

Электрическое поле. Напряженность электрического поля.

Взаимодействие электрических зарядов осуществляется через особый вид материи, порождаемой заряженными частицами – электрическое поле. Электрические заряды изменяют свойства окружающего их пространства. Понятие электрического поля является первичным, не определяемым через другие, более простые понятия. Определить данное понятие можно только перечислением свойств того материального объекта, обозначением которого оно служит. Основное свойство электрического поля состоит в том, что на помещенный в него заряд оно действует с определенной силой, рис.1.5. По величине этой силы можно судить об «интенсивности» поля.

Основной количественной характеристикой электрического поля является напряженность электрического поля . Это векторная величина, она определяется отношением силы, действующей со стороны поля на пробный заряд q ', к величине этого заряда, т.е.

. (1.4)

Пробным зарядом q ' называют малый по величине положительный заряд (малый потому, чтобы не изменять распределения тех зарядов, которые порождают исследуемое поле). Таким образом, напряженность электрического поля численно равна силе, с которой электрическое поле действует на единичный положительный заряд, и совпадает по направлению с этой силой. Напряженность электрического поля измеряется в В/м (вольт на метр).

Из формулы (1.4) следует, что на на заряд q, находящийся в поле с напряженностью , действует сила

(1.5)

Таким образом, напряженность электрического поля является его силовой характеристикой.

Исследуем с помощью пробного заряда q ' поле точечного заряда q. Согласно закону Кулона на пробный заряд q ' со стороны заряда q будет действовать сила (1.5). Тогда напряженность поля, создаваемого зарядом q, равна

, (1.6)

здесь - радиус-вектор, проведенный от заряда q в рассматриваемую точку поля.

Таким образом, напряженность электрического поля, создаваемого точечным зарядом q на расстоянии r от него, прямо пропорциональна величине заряда q и обратно пропорциональна r ² – квадрату расстояния от него.

Электрическое поле удобно изображать с помощью силовых линий. Силовая линия – это линия, в каждой точке которой вектор напряженности электрического поля направлен по касательной. Силовые линии начинаются на зарядах и оканчиваются на зарядах противоположного знака или уходят на бесконечность. Силовые линии нигде не прерываются. Часто силовые линии изображают в виде стрелок, рис.1.6. Направление стрелок указывает направление вектора .

Дата добавления: 2014-01-07