Напружанасць электрычнага поля

Кожны электрычны зарад акружае электрычнае поле. У выніку працяглых даследаванняў навукоўцы-фізікі прыйшлі да высновы, што ўзаемадзеянне зараджаных тэл адбываецца дзякуючы электрычным палях, іх навакольным. Яны з'яўляюцца асаблівай формай матэрыі, якая непарыўна звязана з усялякай электрычным зарадам.

Вывучэнне электрычнага поля праводзяць, уводзячы ў яго дробныя зараджаныя цела. Гэтыя цела называюць «выпрабавальнымі зарадамі». Напрыклад, часцяком у ролі пробнага зараду выкарыстоўваюць зараджаны коркавы шарык.

Пры унясенні пробнага зараду ў электрычнае поле цела, які мае станоўчы зарад, лёгкі станоўча зараджаны коркавы шарык пад яго дзеяннем будзе адхіляцца тым больш, чым бліжэй мы будзем яго падносіць да цела.

Пры перамяшчэнні пробнага зараду ў электрычным полі адвольнага зараджанага цела можна з лёгкасцю выявіць, што сіла, якая дзейнічае на яго, будзе розная ў розных месцах.

Так, пры памяшканні паслядоўна ў адну кропку поля розных па велічыні пробных станоўчых зарадаў q1, q2, q3, ..., qn можна выявіць, што сілы, якія дзейнічаюць на іх, F1, F2, F3, ..., Fn розныя, аднак стаўленне сілы да памеру пэўнага зарада для такога пункта поля нязменна:

F1 / q1 = F2 / q2 = F3 / q3 = ... = Fn / qn.

Калі падобным чынам будзем даследаваць розныя пункты поля, то атрымаем наступнае заключэнне: для кожнай асобна ўзятай кропкі ў электрычным полі стаўленне велічыні сілы, якая дзейнічае на пробны зарад, да велічыні такога зараду нязменна і незалежна ад велічыні пробнага зараду.

З гэтага вынікае, што велічыня гэтага адносіны характарызуе электрычнае поле ў адвольнай яго кропцы. Велічыня, якая вымяраецца стаўленнем сілы, якая ўзьдзейнічае на станоўчы зарад, размешчаны ў гэтай кропцы поля, да памеру зарада і з'яўляецца напружанасцю электрычнага поля:

E = F / q1.

Яна, як гэта відаць з яе вызначэння, роўная сіле, якая дзейнічае на адзінку пазітыўнага зараду, змешчанага ў пэўную кропку поля.

За адзінку напружанасці электрополя прымаюць напружанасць поля, які дзейнічае на зарад памерам у адну электрастатычных адзінку з сілай у адну Дзіну. Такую адзінку называюць абсалютнай электрастатычнай адзінкай напружанасці.

Каб вызначыць напружанасць электрычнага поля любога кропкавага зарада q ў адвольнай кропцы поля А дадзенага зарада, аддаленую ад яго на адлегласці r1, неабходна змясціць у гэтую адвольную кропку пробны зарад q1 і вылічыць сілу Fa, якая дзейнічае на яго (для вакууму).

Згодна з законам Кулона :

Fa = (q1q) / r²₁.

Калі мы возьмем стаўленне велічыні сілы, якая ўплывае на зарад, да яго велічыні q1, то можна вырабіць разлік напружанасці электрополя ў кропцы А:

Ea = q / r²₁.

Акрамя таго, можна знайсці напружанасць у адвольнай кропцы У; яна будзе роўная:

Eb = q / r²₂.

Таму напружанасць электрычнага поля кропкавага зараду ў пэўнай кропцы поля (у вакууме) будзе прама прапарцыйная памеры дадзенага зарада і назад прапарцыйная квадрату дыстанцыі паміж гэтым зарадам і кропкай.

Напружанасць поля выступае ў ролі яго сілавы характарыстыкі. Ведаючы яе ў адвольнай кропцы поля Е, лёгка разлічыць і сілу F, якая ўздзейнічае на зарад q ў дадзенай кропцы:

F = qE.

Напружанасць электрычнага поля - велічыня вектарная. Напрамак напружанасці ў кожнай пэўнай кропцы поля будзе сумяшчацца з кірункам сілы, якая ўзьдзейнічае на станоўчы зарад, змешчаны ў кропку.

Пры адукацыі поля некалькімі зарадамі: q1 і q2 - напружанасць Е ў любым пункце А дадзенага поля будзе раўняцца геаметрычнай суме напружанасці Е1 і Е2, якiя ствараюцца ў дадзенай кропцы асобна зарадамі q1 і q2.

Напружанасць электрычнага поля ў адвольнай кропцы можна адлюстраваць графічна з дапамогай накіраванага адрэзка, які зыходзіць з гэтага пункту, аналагічна малюнку сілы і іншых вектарных велічынь.