Главная >> Электродинамика. Физика 10-11 класс. Мякишев

 

 

 

 

Глава 1. Электростатика

 

§ 1.9. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей

Недостаточно утверждать, что электрическое поле существует. Надо ввести количественную характеристику поля. После этого электрические поля можно будет сравнивать друг с другом и продолжать изучать их свойства.

Напряженность электрического поля

Электрическое поле обнаруживается по силам, действующим на электрический заряд. Можно утверждать, что мы знаем о поле все, что нужно, если будем знать силу, действующую на любой заряд в любой точке поля. Поэтому надо ввести такую характеристику поля, знание которой позволит определить эту силу.

Утверждение о реальности электрического поля состоит в том, что поле существует в определенной области пространства и тогда, когда электрических зарядов в этой области нет.

Если поочередно помещать в одну и ту же точку поля небольшие (пробные) заряженные тела, то обнаружится, что сила, действующая на электрический заряд со стороны поля, прямо пропорциональна этому заряду.

Действительно, пусть поле создается точечным зарядом q1. Положение произвольной точки А в поле можно задать радиусом-вектором . Если поместить в точку А пробный заряд q, то на него будет действовать сила . Согласно закону Кулона эта сила пропорциональна заряду q:

Поэтому отношение силы, действующей на помещаемый в данную точку поля заряд, к этому заряду в любой точке поля не зависит от помещенного заряда и может рассматриваться как характеристика поля. Эту силовую характеристику поля называют напряженностью электрического поля.

Подобно силе, напряженность поля — векторная величина, ее обозначают буквой . Согласно определению напряженность поля равна:

Напряженность поля равна отношению силы, с которой поле действует на точечный заряд, к этому заряду.

В каждой точке поля напряженность имеет определенное значение. Это означает, что напряженность поля зависит от координат: = (х, у, z). В случае переменных полей она зависит еще от времени.

Из формулы (1.9.2) видно, что сила, действующая на заряд q со стороны электрического поля, равна:

Если q > 0, то векторы и направлены в одну и ту же сторону (рис. 1.20); при q < 0 эти векторы направлены в противоположные стороны (рис. 1.21). Направление же вектора не зависит от знака заряда q. Оно совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд.

Формула (1.9.2) позволяет установить единицу напряженности. В СИ напряженность выражается в ньютонах на кулон (Н/Кл)*.

    * В СИ единицу напряженности электрического поля принято устанавливать на основе единицы разности потенциалов (см. § 1.19).

В системе Гаусса за единицу напряженности принимается напряженность поля, при которой на 1 ед. заряда СГСЭ действует сила в 1 дин. Обе единицы напряженности не имеют специального названия.

Окончание параграфа >>>

 

 

Рейтинг@Mail.ru