|
Электрическое поле, окружающее заряженное тело, можно исследовать с помощью так называемого пробного заряда — небольшого по величине положительного точечного заряда, который не производит заметного перераспределения исследуемых зарядов.
Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика — напряженность электрического поля.
|
|
|
|
Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:
|
|
|
|
|
|
Напряженность электрического поля — векторная физическая величина.
|
Модель 1. Силовые линии системы двух отрицательных зарядов
|
Единица напряженности — ньютон на кулон (Н/Кл). Напряженность электрического поля можно измерять и в вольтах на метр.
1 В/м = 1 Н/Кл.
|
|
|
|
Направление вектора напряженности в каждой точке пространства совпадает с направлением силы Кулона, действующей на положительный заряд, помещенный в эту точку
|
|
|
|
|
|
|
Модель 2. Направление вектора напряженности
|
В соответствии с законом Кулона напряженность электростатического поля, создаваемого точечным зарядом Q на расстоянии r от него, равна по модулю
Это поле называется кулоновским. В кулоновском поле направление вектора
зависит от знака заряда Q: если Q > 0, то вектор
направлен по направлению от заряда, если Q < 0, то вектор
направлен к заряду. Заряд Q называется обычно источником поля, а заряд q — пробным зарядом.
|
Рис. 1. Силовые линии кулоновских полей точечных зарядов положительного (А) и отрицательного (Б)
|
Силовые линии электростатического поля начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных зарядах.
Таблица 1. Характерные напряженности электростатического поля
|
Источник электростатического поля |
Напряженность, Н/Кл |
Реликтовое излучение космического пространства |
3∙10—6 |
Электропроводка в доме |
0,01 |
Электрические часы |
1,5 |
Поверхность Земли |
130 |
Вблизи видимой поверхности Юпитера |
500 |
Активные области Солнца |
1000 |
Гроза |
1000 |
Поверхность пульсара |
1014 |
|
|
|
Рис. 2. Источники сильного электростатического поля. Слева — пульсар в Крабовидной туманности. Справа — поверхность Солнца в активной фазе
|
|
|