Напряженность электрического поля

Для характеристики электрического поля, возникающего вокруг любого неподвижного заряда удобно использовать отношение силы F, действующий на помещенный в поле заряд q, к величине этого заряда:

Введение

величины Е, называемой напряженностью электрического поля, удобно тем, что Е не зависит от величины помещаемого в поле заряда и характеризует именно свойства поля. Из определения напряженности (2.25) видим, что Е и по величине, и по направлению совпадает с силой, действующий на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля.

Напряженность поля, создаваемого системой зарядов, равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых каждым зарядом:

Данное соотношение отражает принцип суперпозиции электрических полей.

Электрические поля можно изображать графически с помощью линий напряженности. Их условились проводить так, чтобы направление вектора Е в каждой точке было касательным к этим линиям, а плотность линий делается такой, чтобы число линий, пересекающих перпендикулярную к ним единичную площадку было пропорционально напряженности в данном месте. На рис. 21 приведены, в частности, поля точечных зарядов (положительного и отрицательного).

Потенциал и разность потенциалов

Напряженность Е является векторной характеристикой электрического поля. Но есть и скалярная характеристика, дополняющая информацию о нем. Это — потенциал ср.

Потенциал ф численно равен работе, совершаемой силами поля над единичным положительным зарядом при удалении его из данной точки в бесконечность.

Таким образом, потенциал характеризует способность поля совершать работу. Если в бесконечность удаляется не единичный, а любой другой заряд q, то совершаемая полем работа, естественно, равна.

Для потенциала, так же как и для Е, справедлив принцип суперпозиции: потенциал поля, создаваемого системой зарядов, равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемых каждым из зарядов в отдельности:

Рис. 21.

Единицей потенциала в СИ является вольт (В). Потенциал в 1 В — это потенциал в такой точке, для перемещения в которую из бесконечности заряда в один кулон надо совершить работу в один джоуль.

Работу сил поля над зарядом q при его перемещении из одной точки в другую можно выразить через разность потенциалов: