|
Электрическое поле. Основные понятия
Во всяком теле содержится большое количество элементарных частиц вещества, обладающих электрическими зарядами1, например: протоны — положительными зарядами, электроны — отрицательными. Одни из элементарных заряженных частиц входят в состав атомов и молекул вещества, другие находятся в свободном состоянии. В заряженном теле преобладают положительные или отрицательные заряды, в электрически нейтральном теле число тех и других зарядов одинаково.
Электромагнитное поле состоит из двух взаимно связанных сторон — составляющих: магнитного поля и электрического поля, выявляемых по силовому действию па заряженные элементарные частицы или тела.
Разноименно заряженные тела притягиваются друг к другу, одйоименно заряженные — отталкиваются. Каждый заряд неразрывно связан с окружающим его электрическим полем, так что взаимодействие заряженных тел происходит при посредстве электрического поля.
1 Под электрическим зарядом понимается свойство частиц вещества или тел, характеризующее их взаимосвязь с собственным электромагнитным полем и их взаимодействие с внешним электромагнитным полем. Электрический заряд содержит определенное количество электричества.
Так как электрическое поле оказывает силовое действие на внесенное в него электрически заряженное тело или
частицы, оно способно совершить работу. Следовательно, электрическое поле обладает энергией, которую называют электрической энергией.
Электрически заряженные частицы вещества и их электрическое поле представляют собой две неразрывно связанные фермы материи.
Каждая точка электрического поля характеризуется напряженностью поля.
Напряженность электрического поля определяется отношением силы F, с которой поле действует на точечный пробный заряд q, помещенный в данную точку
Точечным пробным зарядом называется заряженное тело, линейные размеры которого весьма малы и заряд которого вследствие малости практически не искажает рассматриваемое поле.
При q, равном единице (одному кулону), % численно равно F, следовательно, напряженность электрического поля численно равна силе тля, действующей на единичный заряд, т. е. электрический заряд, равный единице (одному кулону).
Напряженность поля характеризуется не только величиной, но и направлением, которое совпадает с направлением силы поля, действующей на положительный заряд, находящийся в данной точке поля. Следовательно, напряженность поля — векторная величина.
На рис. 1-1 показан вектор напряженности Ш электрического поля между двумя .параллельными пластинами с зарядами +Q и —Q.
Электрическое поле графически изображается линиями напряженности электрического поля. Линия напряженности проводится так, чтобы в каждой точке ее вектор напряженности поля был направлен вдоль касательной к ней в этой точке. Линия напряженности электрического поля начинается на положительном заряде и оканчивается на отрицательном электрическом заряде, таким образом, она является не замкнутой.
Если через каждую единичную площадку (например, 1 см2), перпендикулярную к направлению линии, провести
число линий, равное или пропорциональное напряженности поля в этой части, то плотность линий напряжённости можно использовать для оценки величины напряженности, поля.
Поле называется однородным, если во всех точках его векторы напряженности равны друг другу. Примером может служить электрическое поле между параллельными пластинами (рис. 1-1) в области, достаточно удаленной от краев пластин.
Допустим, что пробный положительный заряд q переместился в однородном электрическом поле под действием сил этого поля из точки М в точку Н на расстояние I (рис. 1-2) в направлении поля. |
