Электрическое поле. Характеристики электрического поля
При изучении учебной дисциплины «Теоретические основы электротехники» придётся неоднократно обращаться к таким понятиям, как электрическое поле, напряжённость электрического поля, электрическое напряжение, ёмкость и др.
Электрический заряд — физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитных взаимодействий, подобно тому как масса определяет интенсивность гравитационных взаимодействий. Заряд обозначается буквой 
и измеряется в кулонах 
. Различают положительные и отрицательные заряды. Разноимённо заряженные тела притягиваются друг к другу, а одноимённые — отталкиваются.
Электрическое поле как одна из составляющих электромагнитного поля обладает способностью воздействовать как на неподвижные, так и на движущиеся заряды.
В соответствии с законом Кулона на пробный заряд в вакууме (рис 1.1) действует сила:
где 
— сила взаимодействия зарядов в ньютонах 
, 
— расстояние между зарядами в метрах 
, 
и 
— величины электрических зарядов в кулонах 
, 
, 
— электрическая постоянная, величина которая определяется выбором системы единиц; во — относительная диэлектрическая проницаемость среды.
Закон Кулона: сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Интенсивность электрического поля в данной точке оценивается отношением 
, называемым напряженностью поля:
Напряжённость электрического поля в данной точке численно равна силе, с которой поле действует на помещённый в эту точку единичный положительный заряд. Напряжённость — векторная величина. Единица измерения напряжённости — вольт
на метр 
.
Для наглядного изображения электрического поля пользуются линиями напряжённости (рис. 1.2), которые проводят таким образом, чтобы векторы напряжённости поля совпадали с касательными в каждой точке этих линий. На рисунке 1.2 показаны примеры электрического поля, изображенного при помощи силовых линий.Нужно помнить, что силовые линии электрического поля — это лишь способ графического изображения поля.
Рисунок 1.2 — Примеры изображения электрического поля при помощи силовых линий: а — электрическое поле одиночного положительного заряда, б — электрическое поле одиночного отрицательного заряда, в — электрическое поле двух разноименных зарядов, г -электрическое поле двух одноименных зарядов.
Напряжённость электрического поля, созданного несколькими зарядами в ка-кой-либо точке 
этого поля, определяется геометрической суммой напряжённостей, созданных в этой точке каждым точечным зарядом: 
.
Электрическое поле всегда сообщает движение заряду, если силы поля, действующие на заряд, не уравновешиваются какими-либо сторонними силами. Это говорит о том, что электрическое поле обладает потенциальной энергией, т. е. способностью совершать работу. Энергия электрического поля, отнесенная к единице положительного заряда, помещенного в данную точку поля, и называется потенциалом поля в данной его точке.
Если потенциал обозначить буквой 
, заряд — буквой и затраченную на перемещение заряда работу — , то потенциал поля в данной точке выразится формулой
Потенциал — скалярная величина. Потенциал поля измеряется в вольтах 
. Практическое значение имеет не сам потенциал в точке, а изменение потенциала вдоль пути из одной точки поля в другую, т.е. разность потенциалов, называемая также напряжением и обозначаемая 
:
где 
— расстояние между точками.
Единица напряжения и потенциала — вольт .
Между напряжённостью электрического поля и разностью потенциалов существует определённая взаимосвязь:
Эта страница взята со страницы лекций по предмету теоретические основы электротехники (ТОЭ):
Предмет теоретические основы электротехники
Возможно эти страницы вам будут полезны:
| Электрическая цепь. Ток в электрической цепи. Плотность тока |
| Действие тока: тепловое, химическое, магнитное |
| Отключение и замыкание RL-цепи |
| Зарядка, разрядка и саморазрядка конденсатора |
