Для характеристики электрического поля применяется такая величина, как напряженность. Любой электрический заряд создает поле, и, следовательно, всегда можно указать его напряженность. Найдем напряженность электрического поля точечного заряда.
Напряженность электрического поля — это отношение силы, действующей на пробный заряд, помещаемый в поле, к величине этого заряда.
$$overrightarrow E={overrightarrow F over q}$$
Напряженность поля — векторная величина, имеющая то же направление, что и направление силы, действующей на положительный заряд.
Если в каждой точке поля изобразить вектор напряженности, то эти векторы сольются в линии, которые называются линиями напряженности. Они полностью характеризуют распределение поля в пространстве. На пробный положительный заряд, помещенный в поле, будет действовать сила, касательная к линии напряженности, проходящей через эту точку.
Например, так выглядит поле двух разноименных зарядов, находящихся рядом:
Напряженность поля точечного заряда
Наиболее просто выглядит поле точечного заряда. Поскольку закон Кулона описывает взаимодействие между двумя точечными зарядами, то его можно непосредственно подставить в выражение для напряженности. В результате, мы получим формулу напряженности электрического поля точечного заряда:
$$E={F over q}=k{qover r^2}$$
Вектор напряженности лежит на линии, соединяющей точечный заряд с точкой, в которой находится напряженность. При этом вектор направлен в сторону заряда, если он отрицателен, и в противоположную, если он положителен.
Построив много таких векторов, можно получить картину линий напряженности поля точечного заряда. Линии будут начинаться на положительном заряде и радиальными лучами уходить в бесконечность. Если заряд отрицателен, то линии будут приходить в заряд радиальными лучами из бесконечности.
Чем ближе к заряду, тем линии будут располагаться гуще. Это иллюстрирует тот факт, что чем ближе к заряду, тем напряженность выше.
Что мы узнали?
Напряженность электрического поля — это отношение силы, действующей на пробный заряд, помещенный в поле, к величине этого пробного заряда. Поле можно изобразить в виде множества векторов напряженности, которые сливаются в линии. Линии напряженности поля точечного заряда являются радиальными лучами, уходящими в бесконечность.
