Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Ссылки    Карта сайта    О сайте


предыдущая главасодержаниеследующая глава

§ 41. Линии напряженности электрического поля

Вектор напряженности электрического поля меняется от точки к точке (см. рис. 47, в). Если для каждой точки поля провести вектор напряженности, то эти векторы накладывались бы друг на друга и не дали бы наглядной картины распределения напряженности в поле. Поэтому английский ученый Фарадей для наглядного изображения действия сил в электрическом поле предложил графически электрическое поле изображать не векторами напряженности, а линиями напряженности.

Рис. 49. Линии напряженности электрического поля
Рис. 49. Линии напряженности электрического поля

Допустим, что в точках C1, C2, С3 электрического поля точечных зарядов А и В (рис. 49, а) внесены пробные заряды q. В точке C1 напряженность электрического поля, создаваемого зарядом А, будет Еа, а создаваемого зарядом В - Ев. По правилу параллелограмма результирующая напряженность в этой точке равна Е1, а для точек С2 и С3 - соответственно Е2 и Е3. Оказывается, через точки C1, C2, С3 и т д. (рис. 49, б) можно провести такую линию, что на ней напряженности поля в любой точке будут совпадать с касательными, проведенными к данной линии в этих точках. Линия, проведенная в электрическом поле так, что в любой ее точке касательная совпадает с вектором напряженности поля в этой точке, называется линией напряженности электрического поля.

Рис. 50. Линии напряженности точечных зарядов
Рис. 50. Линии напряженности точечных зарядов

Расположение наэлектризованных тел по линиям напряженности можно наблюдать на таком опыте. Наэлектризуем металлические диски, к которым прикреплены длинные полоски бумаги. Наэлектризуясь, последние располагаются в электрическом поле так, как действуют электрические силы, показывая тем самым форму линий напряженности. На рис. 50 изображены линии напряженности неоднородных электрических полей: линии напряженности отдельных точечных зарядов (рис. 50, а); электрического поля, образованного двумя разноименными зарядами (рис. 50, б) и одноименными (рис. 50, в).

Рис. 51. Однородное электрическое поле
Рис. 51. Однородное электрическое поле

Имеются две разноименно заряженные, равные, параллельно расположенные металлические пластинки (рис. 51). Если между ними в разные точки поля помещать одно и то же положительно заряженное точечное тело, то, удаляясь от одной пластинки, оно приблизится к другой (точки А и В). Электрические поля пластинок начнут действовать на заряженное тело по одной прямой и в одну сторону, поэтому общая сила, а значит и напряженность в любой точке поля, будут постоянными. Между пластинками электрическое поле однородное. Форму линий напряженности показывают листочки бумаги, прикрепленные к пластинкам. Линии напряженности однородного поля - параллельные прямые. Их считают направленными так, как направлен вектор напряженности. Началом и концом линий напряженности являются электрически заряженные тела, причем их началом считают заряды на поверхности положительно заряженного тела, а концом - заряды на поверхности отрицательно заряженного тела.

Рис. 52 Линии напряженности перпендикулярны к поверхности проводника
Рис. 52 Линии напряженности перпендикулярны к поверхности проводника

В каждой точке электрического поля напряженность имеет определенную величину и направление. В данной точке поля вектор напряженности является касательной к линии напряженности. Если через эту точку провести еще одну линию напряженности, то к ней уже вектор напряженности не будет касательным. Поэтому через каждую точку поля можно провести только одну линию напряженности. Отсюда следует, что линии напряженности нигде не пересекаются и не прерываются. Они являются незамкнутыми линиями: началом их считается положительно заряженное тело, а концом - отрицательно заряженное. Линии напряженности перпендикулярны к поверхности проводника. Если бы это было не так, то сила F, действующая на заряд наклонно к поверхности, разлагалась бы на две составляющие: F1 и F2 (рис. 52, а). Сила F2, направленная вдоль поверхности, привела бы заряды в движение по поверхности, и не было бы наблюдаемого их равновесия.

Чтобы картина линий напряженности давала не только представление о направлении напряженности поля, но и показывала ее величину, условились через единицу площади S, расположенную перпендикулярно к вектору напряженности в этом месте поля, проводить столько N линий напряженности, скольким единицам равна напряженность Е в этой точке поля (рис. 52, б). Линии напряженности представляют собой лишь удобный способ графического изображения полей, в действительности этих линий в электрическом поле нет.

предыдущая главасодержаниеследующая глава










© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2019
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://physiclib.ru/ 'Библиотека по физике'

Рейтинг@Mail.ru
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь