Напряжённость – силовая характеристика электрического поля.
Зная такую характеристику электрического поля, как напряжённость, рассмотрим вопрос о том, как можно графически изобразить электрическое поле. Возникает законный вопрос: как можно изобразить то, что глаз не видит? Оказывается, есть такой метод. Поскольку, напряжённость поля – величина имеет направление, т.е. является векторной, то изобразим на плоскости геометрическое место всех векторов на всём пространстве поля. Таким образом, мы получим, так называемые, силовые линии электрического поля. Иными словами, силовая линия показывает, по какой траектории будет двигаться пробный положительный заряд, помещённый в ту или иную точку поля. Силовые линии начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных.
Рассмотрим наиболее типичные картины силовых линий поля. Простейшим полем является однородное электрическое поле. Оно создаётся двумя параллельными бесконечными плоскостями, имеющими разноимённые заряды. Понятно, что силовые линии однородного электрического поля всюду параллельны друг другу и расположены с одинаково густотой в пространстве.
Потенциал электрического поля. Эквипотенциальные поверхности.
Существует ещё одна характеристика электрического поля: потенциал.
Оказывается, характеризовать электрическое поле можно работой, которую нужно затратить, чтобы переместить пробный положительный заряд в 1 Кл из бесконечности в данную точку поля. И потенциал в этом случае будет численно равен этой работе. Но можно брать заряд и не в 1 Кл, а произвольный. В этом случае, потенциал поля будет рассчитываться по следующей формуле:
f = A/q
Размерность потенциала – Дж/Кл = вольт (В).
Потенциал – энергетическая характеристика электрического
Поля.
Наиболее удобным является не сам потенциал, а разность потенциалов, или напряжение. То есть:
U = (f2 - f1)Здесь U– напряжение между двумя точками
электрического поля.
Зная, что электрическое поле имеет ещё одну характеристику – потенциал, можно сделать заключение, что и графически поле можно изобразить ещё одним способом. Таким способом являются эквипотенциальные поверхности,то есть поверхности одинакового потенциала.
Рассмотрим картину эквипотенциальных поверхностей тех же самых объектов, что и в предыдущем случае с силовыми линиями.
Ниже изображено однородное электрическое поле:
Эквипотенциальные поверхности однородного электрического поля имеют вид параллельных плоскостей, находящихся на одинаковом расстоянии друг от друга. Они во всех точках поля перпендикулярны силовым линиям. На данном рисунке изображены сплошными линиями силовые линии, а пунктиром – эквипотенциальные поверхности. Ниже изображены картины силовых линий и эквипотенциальных поверхностей уединённого точечного заряда и двух разноимённых точечных зарядов:
Электроёмкость. Единицы электроёмкости.
Плоский конденсатор.
Мы знаем, что потенциал тела и его электрический заряд взаимосвязаны между собой. Чем больше заряд тела, тем больше его потенциал относительно Земли. Иными словами, отношение заряда тела к его потенциалу есть величина постоянная для конкретного тела. И данная величина называется электроёмкостью тела:
C = q/f
Эта величина имеет наименование – фарада (Ф). Ф = Кл/В