Pole elektrostatyczne. Natężenie pola

Układ ładunków wytwarza w przestrzeni pole elektrostatyczne. O jego obecności w danym punkcie przestrzeni możemy się przekonać umieszczając w tym punkcie dowolny ładunek (zwany ładunkiem próbnym): jeżeli na spoczywający ładunek próbny działa siła różna od zera, to znaczy, że istnieje w tym punkcie zerowe pole elektrostatyczne.

Pole elektrostatyczne charakteryzujemy podając wektor natężenia pola \( \overrightarrow{E} \). Wektor ten informuje z jaką siłą pole elektrostatyczne będzie działać na ładunek, który znajduje się w danym punkcie przestrzeni. Natężenie pola przeważnie zmienia się od punktu do punktu, należy więc każdemu punktowi przestrzeni przyporządkować odpowiedni wektor natężenia pola \( \overrightarrow{E} \).

Natężeniem pola elektrostatycznego – w danym punkcie nazywamy wektor \( \overrightarrow{E} \) równy stosunkowi siły \( \overrightarrow{F} \), działającej na ładunek próbny umieszczony w punkcie, do wielkości ładunku próbnego q:

\[ \( \overrightarrow{E} \)=\frac{\( \overrightarrow{F} \)}{q} \]

Natężenie pola Noe zależy od wielkości i znaku ładunku q.

Jednostką natężenia pola jest natężenie w takim punkcie, w którym na ładunek 1 C działa siła 1 N.

\[ [E]=\frac{1N}{1C} \]

Podstawiając do wzoru wartość siły Coulomba możemy sprawdzić od czego zależy wartość natężenia centralnego pola elektrostatycznego:

\[ E=\frac{\frac{kQq}{r^2}}{q}=\frac{kQ}{r^2} \]

Wartość natężenia centralnego pola elektrostatycznego jest wprost proporcjonalna do ładunku źródła pola i jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości tego punktu od środka źródła pola.

Gdy natężenie pola elektrostatycznego w danym punkcie jest równe \( \overrightarrow{E} \), to na ładunek q umieszczony w tym punkcie działać będzie zgodnie ze wzorem na natężenie siła \( \overrightarrow{F}=q \overrightarrow{E} \).

Zasada superpozycji pól

Natężenie pola wytwarzanego w danym punkcie przez układ ładunków jest równe sumie (wektorowej) natężeń wytworzonych w tym punkcie przez każdy z ładunków z osobna.

Dipol elektryczny – jest to układ dwóch punktowych ładunków elektrycznych równych co do wartości, lecz posiadających przeciwne znaki.

Pole elektrostatyczne opisujemy podając w każdym punkcie przestrzeni wartość wektora natężenia pola \( \overrightarrow{E} \). Często dla uwidocznienia pola elektrostatycznego rysuje się przebieg tzw. linii sił pola. Są to linie w przestrzeni w każdym punkcie styczne do wektora \( \overrightarrow{E} \). Zaznaczamy na nich również zwrot wektora natężenia pola. Linie sił zawsze wychodzą z ładunków dodatnich i biegną do ładunków ujemnych albo oddalają się do nieskończoności. Poniżej przedstawiliśmy linie sił pola pojedynczego ładunku dodatniego oraz pojedynczego ładunku ujemnego.

linie sił pola pojedynczego ładunku dodatniego

oddziałowanie ładunku ujemnego i dodatniego na siebie

Widzimy, że zbliżanie się linii sił odpowiada wzrostowi natężenia pola, a ich oddalanie się od siebie odpowiada zmniejszaniu się natężenia pola.

Zobacz również:

Zobacz Komentarze ( 0 )

Dodając komentarz, oświadczasz, że akceptujesz regulamin forum*