1.2. Електричне поле

Електричне поле — це форма існування материи— одна із сторін електромагнітного поля. Воно створюється електричними зарядами і може бути в будь-якій речовині. Природно, що електричне поле володіє цілком певним запасом електричної енергії, величина якої залежить від кількості електричних зарядів, що створюють це поле, від їх взаємного розташування і від властивостей тієї речовини, в якій воно створене. Ця енергія поля називається потенційною електричною енергією. Отже, електричне поле може здійснювати ту або іншу роботу, зокрема переміщати заряджені елементарні частинки.

Електричне поле, що створюється навколо нерухомих заряджених частинок, називаєтьсяелектростатичним, а вчення про таке поле — електростатикою.

Таким чином, напруженістю електричного поля в даній крапці називається сила, що доводиться на одиницю електричного заряду тіла, поміщеного в дану точку поля.

Напруженість поля позначається буквою Е і виражається Формулою

Форм. 1

Найменування для одиниці напруженості поля не існує, але її можна написати так:.

Форм. 2

Виходячи з того, що одиниця сили рівна відношенню роботи в 1 джоуль до одиниці шляху в 1 метр, можна визначити одиницю напруженості електричного поля:

< Форм. 3

Нижче ознайомимося з електричною напругою, одиницею якої служить одиниця виміру, звана вольтом (B); тому, врахувавши сказане, отримаємо:

Форм. 4

Потенціал електричного поля в якій-небудь його крапці чисельно вимірюється роботою, яку здійснюють сили поля при переміщенні частинки із зарядом, рівним одиниці, по будь-якому шляху з даної точки поля за його межі.

Потенціал позначається буквою V і згідно визначенню виражається формулою:

Форм. 5

Потенціал електричного поля може мати як позитивне, так і негативне значення. Коли поле створюється позитивно зарядженою частинкою — потенціал позитивний і, навпаки, коли поле створюється негативно зарядженою частинкою — потенціал негативний. У першому випадку при перенесенні позитивно зарядженої частинки з даної точки поля за його межі роботу здійснюють сили поля за рахунок спаду енергії поля, а в другому випадку — зовнішні сили, робота яких йде на збільшення енергії поля. Характер і напрям руху заряджених частинок в полі визначаються співвідношенням зовнішніх сил і сил поля.

Потенціал вимірюється у вольтах (в, V). Вольт — це такий потенціал, при якому сили поля, переносячи один кулон електрики з однієї крапки поля за його межі, здійснюють роботу, рівну одному джоулю.

Форм. 6

Таким чином, напруга між двома крапками електричного поля чисельно вимірюється роботою, що здійснюється силами поля при переміщенні частинки із зарядом, рівним одиниці, з однієї точки поля в іншу.

Напруга так само, як і потенціал, вимірюється у вольтах. Напруга між двома крапками поля рівна одному вольту, якщо при перенесенні одного кулона електрики з однієї крапки в іншу сили поля здійснюють роботу, рівну одному джоулю.

Тобто, напруга між двома крапками поля і різниця потенціалів між цими ж крапками є однією і тією ж фізичною величиною. Проте слід мати на увазі, що при одній і тій же напрузі між двома крапками потенціали цих крапок можуть мати різні значення.