Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Силовые линии.

По современным представлениям, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле. Это поле действует с некоторой силой на другие заряженные тела, попадающие в это поле. Данное высказывание выражает идею М.Фарадея о невозможности действия одного тела на другое через пустоту.

Главное свойство электрического поля – действие на электрические заряды с некоторой силой.

Таким образом, взаимодействие заряженных тел осуществляется не непосредственным их воздействием друг на друга, а через электрические поля, окружающие заряженные тела.

Другими, важными свойствами электрического поля являются его материальность и конечность скорости его распространения (она очень велика, 300 000 км/с, но тем не менее конечна).

Материальность электрического поля означает, что оно существует независимо от нас и наших знаний о нем, и при этом поле является одним из трех видов материи.

Конечность скорости распространения электрического поля означает: если изменить положение одного из двух взаимодействующих зарядов, то сила действующая на второй заряд изменится, но не мгновенно, а спустя некоторый промежуток времени.

Электрическое поле - это особый вид среды, посредством которой осуществляется взаимодействие электрических зарядов.

Если заряды неподвижны, то созданное ими электрическое поле называется электростатическим, оно не меняется с течением времени.

Введем физическую величину, которая будет количественно характеризовать электрическое поле, для этого поместим в электрическое поле пробный электрический заряд (пробный заряд, должен быть настолько малым, чтобы не вызвать перераспределение зарядов на заряженном теле, создающим поле) и определим силу с которой поле действует на пробный заряд.

Опыт показывает, что для некоторой точки поля, сила действующая на разные заряды, пропорциональна величине заряда. Поэтому отношение силы, действующей на заряд, помещенный в некоторую точку поля к этому заряду не зависит от заряда и может рассматриваться как характеристика поля. Эту величину называют напряженностью электрического поля.

Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:

Напряженность электрического поля – векторная физическая величина. Направление вектора напряженности, совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд и противоположно направлению силы действующей на отрицательный заряд.

Выразим из предыдущего равенства силу, с которой поле действует на заряд:

.

Из этого равенства следует, что напряженность поля определяет силу, с которой поле действует на заряд в заданной точке, поэтому напряженность называют силовой характеристикой электрического поля.

Рис. 140-01.

Система силовых линий электрического поля.

В природе существуют электрические заряды двух типов: положительные и отрицательные.  Направление силовых линий легко установить по направлению силы действующей на пробный положительный заряд в поле положительного и отрицательного заряда. Силовые линии положительных и отрицательных зарядов имеют вид.

Рис. 140-02.

Система силовых линий положительного и отрицательного зарядов.

Рис. 140-03.

Система силовых линий положительного и отрицательного зарядов расположенных вблизи .

Содержание