Теория:
Есть посредник электромагнитного взаимодействия, но что же это такое? Этот посредник — электромагнитное поле.
Заряженное тело создаёт электрическое поле (М. Фарадей).
Неподвижное заряженное тело создаёт электростатическое поле.
Электрическое поле — это особый вид материи, который существует вокруг любого заряженного тела.
Мы не можем его увидеть, но мы точно знаем о его существовании, потому что оно проявляет себя, действуя с силой на любой другой заряд, который в это поле попадает.
Пример:
Если ты поднесёшь наэлектризованную расчёску к маленьким кусочкам бумаги, расчёска не коснётся их, но бумажки притянутся. Это значит, что вокруг расчёски существует электрическое поле, которое и совершает работу.
Чтобы изучать поле, нужно уметь его описывать. Как понять, «сильное» поле в данной точке или «слабое»?
Для исследования электростатического поля в любой точке пространства \(A\) (рис. \(1\)) вводится модель пробный точечный положительный заряд (\(q_0\)) — физический объект, который не влияет на изучаемое поле.
Силовая характеристика — напряжённость поля:
\(\boxed{\vec{E}=\frac{\vec{F}}{q_0}}\), (\(1\))
где \(\vec{E} \uparrow \uparrow \vec{F}\) (рис. \(1\)),
размерность \([E] = 1 \ \frac{Н}{Кл} = 1 \ \frac{В}{м}\).
Рис. \(1\). Направления вектора напряжённости
Напряжённость поля точечного заряда:
\(\boxed{E=k\frac{q}{r^2}}\), (\(2\))
где \(q\) — заряд, создающий поле,
\(r\) — расстояние до точки пространства (например, \(A\)), где поле исследуется.
Любое электрическое поле графически изображают с помощью силовых линий (или линий напряжённости) в виде касательных в конкретных исследуемых точках (рис. \(2\)).
Рис. \(2\). Графическое изображение электрического поля
Если вектор напряжённости \(\vec{E}\) в любой точке пространства является постоянным, т. е. его значение и направление сохраняются, то поле называют однородным.
Пример:
Поле точечного заряда изображается с помощью радиальных линий, исходящих из положительного заряда и входящих в отрицательный заряд (рис. \(3\)).
Рис. \(3\). Линии напряжённости точечных зарядов
Обрати внимание!
Для электростатических полей справедлив принцип суперпозиции:
\(\boxed{\vec{E}=\vec{E}_1+\vec{E}_2+...+\vec{E}_n}\), (\(3\))
где \(\vec{E}_1, \vec{E}_2… \vec{E}_n\) — напряжённости электростатических полей, создаваемых соответственно зарядами \(q_1, q_2… q_n\).