«Электростатика»

Силовой характеристикой электрического поля является его напряженность .

Определение напряженности электрического поля: напряженность электрического поля в данной точке равна отношению силы, действующей на точечный пробный заряд, внесенный в эту точку, к модулю этого заряда: .

Здесь - сила, действующая со стороны электрического поля напряженностью на заряд q, внесенный в эту точку поля.

Понятие «пробный заряд» предполагает, что этот заряд не участвует в создании электрического поля и так мал, что не искажает его, то есть не вызывает перераспределения в пространстве зарядов, создающих рассматриваемое поле. В системе СИ единицей напряженности служит 1 В / м, что эквивалентно 1 Н / Кл.

Здесь - сила, действующая на заряд (точечный или протяженный, все равно), — напряженность электрического поля, в котором находится заряд q.

Напряженность - важнейшая силовая характеристика электрического поля. Она определяется зарядом - источником данного электрического поля и не зависит от пробного заряда q, внесенного в это поле. Конечно, в условии задачи заряд не называют пробным или источником, но по условию всегда можно догадаться, о чем идет речь. Если сказано, что вокруг заряда q создано электрическое поле или в поле заряда q вносят другой заряд, то, конечно, заряд q - источник этого поля. А если говорится, что заряд q вносят в электрическое поле или что на заряд q действует в электрическом поле сила, или, наконец, что заряд q перемещают в электрическом поле, совершая работу (или что поле перемещает заряд q) , то заряд q в этом случае является пробным зарядом. Это очень важно определить правильно, потому что от того, каким является заряд q, пробным или источником поля, зависит выбор формулы напряженности электрического поля .

Если заряд q пробный, напряженность поля Е, в которое он внесен, можно определить отношением силы F, с которой поле действует на него, к модулю этого заряда q: (2.1)

Если же заряд q - источник электрического поля, то напряженность этого поля в данной точке пространства, по которому оно распределено, зависит от размеров и формы этого заряда-источника, от расстояния между точкой, в которой определяется напряженность, и зарядом-источником, и диэлектрических свойств среды, в которой это поле создано.

Направление вектора совпадает с направлением силы , действующей на положительный заряд. Если поле создается положительным зарядом, то направлен вдоль радиуса – вектора от заряда во внешнее пространство (отталкивание пробного положительного заряда); если поле создается отрицательным зарядом, то направлен к заряду (см. рис. 1).

Напряженность поля в единицах СИ: 1Н/1Кл – напряженность такого поля, которое на точечный заряд 1 Кл действует с силой в 1Н.

Графически электростатическое поле изображают с помощью линий напряженности или силовых линий. Это линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора напряженности (см. рис. 2).

Если поле создается точечным зарядом, то линии напряженности – радиальные прямые, выходящие из заряда, если он положителен, и ходящие в него, если заряд отрицателен. Силовые линии не замкнуты: они начинаются на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных (см. рис. 3).

Чтобы с помощью линий напряженности можно было характеризовать не только направление, но и значение напряженности электрического поля, условились проводить их с определенной густотой: число линий напряженности, пронизывающих единицу площади поверхности, должны быть равны модулю вектора .