Logo Media Nauka

Pole elektryczne

Oddziaływanie między dowolnymi ładunkami opisujemy za pomocą pojęcia pola elektrycznego.

Pole elektryczne Jest to przestrzeń wokół ładunków elektrycznych, która ma tę własność, że na umieszczony w niej ładunek elektryczny działa siła Coulomba.

Natężenie pola elektrycznego

Aby wykryć pole elektryczne wprowadzamy do badanej przestrzeni próbny ładunek q0. Jeżeli zadziała na niego siła, to znaczy, że ładunek znalazł się w polu elektrycznym. Możemy je opisać za pomocą wielkości, którą nazywamy natężeniem pola elektrycznego.

Natężenie pola elektrycznego E jest to stosunek siły F, działającej na dodatni ładunek próbny q0, do wartości tego ładunku. Jest to wartość wektorowa

\vec{E}=\frac{\vec{F}}{q_0}

Jednostką natężenia pola elektrycznego jest N/C (niuton na kulomb). Jednostką równoważną jest V/m (wolt na metr).

Zakładając, że we wzorze na siłę Coulomba zastosujemy podstawienie:

k=\frac{1}{4 \pi \epsilon},

to podstawiając we wzorze na natężenie pola elektrycznego wartość siły Coulomba, otrzymamy następujący wzór:

gdzie

  • |Q| - wartość bezwzględna ładunku wytwarzającego pole elektryczne,
  • r - odległość od ładunku źródła pola.

W przypadku istnienia wielu ładunków elektrycznych, całkowite natężenie pola elektrycznego w punkcie przestrzeni obliczamy według zasady superpozycji pól :

\vec{E}=\vec{E_1}+\vec{E_2}+\vec{E_3}+...\vec{E_n}

Linie pola elektrycznego

Pole elektryczne można zilustrować za pomocą linii pola elektrycznego. Są to linie, do których wektor natężenia pola elektrycznego E jest styczny w każdym punkcie. Zaczynają się zawsze na ładunkach dodatnich, a kończą na ujemnych. Czasem linia biegnie do nieskończoności. Zagęszczenie linii ilustruje wielkość natężenia pola. Najczęściej w literaturze przyjmuje się 12 linii na jeden ładunek.

Oto kilka przykładów linii pola elektrycznego.

Linie pola elektrycznego


© Peter Hermes Furian - stock.adobe.com

 

Symulacja

Poniżej przedstawiono symulację, która z dobrym przybliżeniem ilustruje pole elektryczne. W symulacji wykorzystano fakt, że ładunek próbny umieszczony w polu elektrycznym porusza się w kierunku stycznym do wektora natężenia pola. Linie również są styczne w każdym punkcie do natężenia pola - mamy więc możliwość pokazania kształtu linii pola elektrycznego. Nie pokazujemy kierunku linii, a ich gęstość jest zbliżona do rzeczywistej i uzyskana przez fakt umieszczenia równomiernie ładunków próbnych nad powierzchnią wszystkich ładunków źródła pola i obserwacji ruchu tych ładunków poprzez kreślenie ich torów ruchu.

W symulacji możesz zobaczyć dziesięć przykładów różnych pól, a także samodzielnie dodawać ładunki ujemne i dodatnie, a następnie narysować linie pola.


© medianauka.pl, 2019-11-24, ART-3713


Inne zagadnienia z tej lekcji

Ładunek elektrycznyŁadunek elektryczny
co to jest ładunek elektryczny, sposoby elektryzowania ciał, zasada zachowania ładunku elektrycznego
Prawo CoulombaPrawo Coulomba
Dwa punktowe ładunki elektryczne q1 i q2 znajdujące się od siebie w odległości r oddziałują na siebie siłą, której wartość jest wprost proporcjonalna do iloczynu tych ładunków, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.
Dipol elektrycznyDipol elektryczny
Dipol elektryczny jest to układ dwóch ładunków elektrycznych równych co do wartości bezwzględnej ale o przeciwnych znakach, znajdujące się w pewnej stałej odległości od siebie.




Niektóre treści nie są dostosowane do Twojego profilu. Jeżeli jesteś pełnoletni możesz wyrazić zgodę na przetwarzanie swoich danych osobowych. W ten sposób będziesz miał także wpływ na rozwój naszego serwisu.
© Media Nauka 2008-2019 r.