11.3. Электростатическое поле. Напряженность электрического поля. Силовые линии поля.

Взаимодействие между покоящимися зарядами осуществляется через электрическое поле, т.к. всякий электрический заряд изменяет свойства окружающего его пространства, создавая в нем электрическое поле. Это поле проявляет себя в том, что оно действует с силой на заряд, внесенный в него. Основной количественной характеристикой электрического поля является напряженность электрического поля - векторная величина; она определяется отношением силы, действующей со стороны поля на пробный заряд q', к величине этого заряда, т.е.

. (11-4)

П

В общем случае на заряд q, находящийся в поле с напряженностью , действует сила. (11-5)

Исследуем с помощью пробного заряда q' поле неподвижного заряда q.

Согласно закону Кулона на пробный заряд q' со стороны заряда q будет действовать сила (11-2); с учетом этого напряженность поля, создаваемого точечным зарядом q,

, (11-6)

здесь - радиус-вектор, проведенный от зарядаq в рассматриваемую точку поля.

Таким образом, напряженность электрического поля, создаваемого точечным зарядом q на расстоянии r от него, прямо пропорциональна величине заряда q и обратно пропорциональна r ² - квадрату расстояния от него.

Если электрическое поле создается совокупностью точечных зарядов q₁, q₂,..., q_n, то оно будет действовать на пробный заряд q' в некоторой точке поля М с результирующей силой .

Напряженность поля в этой точке (11-7)

т.е, равна векторной сумме напряженностей полей, которые создавал бы каждый из зарядов в отдельности. Таким образом,

(11-8)

Это утверждение носит название принципа суперпозиции (наложения) электрических полей и справедливо для не очень больших величин .

Условно электрическое поле изображают (рис.11.1) с помощью линий вектора —силовых линий; касательные к силовым линиям совпадают с направлением силы, действующей на пробный заряд в рассматриваемой точке поля.