Напряженность электрического поля

Силовая характеристика электрического поля называется напряженностью электрического поля

Напряженность электрического поля – векторная физическая величина, равная отношению силы, действующей на точечный заряд в данной точке поля, к величине этого заряда

 

 

Единица измерения напряженности электрического поля Н/м = Кл/В

Сила, действующая на электрический заряд со стороны электрического поля

 

 

Модуль напряженности поля точечного заряда в вакууме

 

 

 

 

 

Принцип суперпозиции полей: Если в некоторой точке пространства различные заряженные частицы создают электрические поля, напряженности которых Ē₁, Ē₂, Ē₃, и т.д., то напряженность результирующего поля в этой точке равна

 

Ē = Ē₁+ Ē₂+ Ē₃+…

 

Силовая линия электрического поля – линия, касательная к которой в каждой точке совпадает по направлению с вектором напряженности электрического поля в данной точке.

Свойства силовых линий:

1. непрерывны
2. не пересекаются
3. начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных

Первоначально покоящийся положительный заряд в электрическом поле движется вдоль силовых линий.

Первоначально покоящийся отрицательный заряд в электрическом поле движется против силовых линий.

Однородным называется такое электрическое поле, напряженность которого одинакова во всех точках пространства.

 

Картины силовых линий

 

однородное поле

 

 

 

 

неоднородное поле, Е(А)>Е(В)

 

 

Изолированный точечный заряд в вакууме

 

Потенциал электрического поля – скалярная физическая величина, равная отношению потенциальной энергии заряда данной точки электрического поля к величине этого заряда

Потенциал – это энергетическая характеристика электрического поля.

 

 

φ= W/q

 

Единица измерения потенциала электрического поля называется Вольт, В= Дж/Кл,

Работа поля по перемещению электрического заряда из точки А в точку В определяется как произведение величины этого заряда на разность потенциалов точек А,В

А = q(φ_A – φ_B)

 

 

Разность потенциалов точек φ_А - φ_В называется напряжением U.

U = φ_А - φ_В

 

Для однородного поля разность потенциалов и напряженность поля связаны соотношением

U = Ed

 

 

 

 

где d – расстояние между точками, измеренное вдоль силовой линии.

Между точками, показанными на рисунках, напряжение одинаковое.

 

 

Работа поля по перемещению электрического заряда Q из точки А в точку В и напряжение U между этими точками связаны соотношением

 

А = qU

Работа электрического поля по перемещению заряда не зависит от формы траектории. Работа электрического поля по перемещению заряда вдоль замкнутого контура равна нулю.

 

Физический смысл потенциала электрического поля: потенциал равен работе, которую нужно совершить, чтобы переместить пробный положительный заряд из бесконечности в данную точку электрического поля. Разность потенциалов между двумя точками электрического поля равна работе, которую нужно совершить, чтобы переместить пробный положительный заряд из первой точки во вторую.

 

Внутри проводника потенциал электрического поля имеет постоянное значение во всех точках проводника.

Потенциал электрического поля точечного заряда можно вычислить по формуле

 

 

Однородное электрическое поле. Проводники в электрическом поле.

Диэлектрическая проницаемость среды. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектриков.

 

Однородным называется такое электрическое поле, напряженность которого одинакова во всех точках пространства.

 

Картины силовых линий

 

однородное поле

 

 

 

 

неоднородное поле, Е(А)>Е(В)

 

Проводник в электрическом поле

 

Под действием внешнего поля Е₀ свободные электроны приходят в движение по направлению против силовых линий. В результате появляется внутреннее поле в веществе Е_В, направленное против Е₀. В проводнике происходит разделение зарядов. Суммарная напряженность поля внутри проводника всегда равна нулю.

 

Диэлектрик в электрическом поле

 

 

Диэлектрик в

В диэлектрике электрически заряженные частицы связаны друг с другом и не могут свободно перемещаться. Под действием внешнего поля происходит смещение положительных и отрицательных зарядов в противоположных направлениях. Этот процесс называется поляризацией диэлектрика.

Диэлектрик ослабляет внешнее поле.

 

Диэлектрической проницаемостью вещества ε называется физическая величина, равная отношению напряженности поля в вакууме к напряженности поля этой же системы зарядов в диэлектрике.

	ε = Е0/ ЕВ

 

Закон Кулона для диэлектрика

 

 

Модуль напряженности поля точечного заряда в диэлектрике