НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКОГО ПО́ЛЯ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКОГО ПО́ЛЯ, векторная физич. величина $E$, силовая характеристика электрич. поля, численно равная отношению силы $F$, действующей со стороны поля на пробный электрич. заряд, помещённый в данную точку поля, к величине этого заряда $q$: $E=F/q$. Пробный заряд $q$ должен быть достаточно мал, чтобы его электрич. поле не изменяло расположения зарядов, создающих исследуемое поле. Направление $E$ совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд. Электрич. поле задаётся распределением векторов $E$ в каждой точке пространства, поэтому вместо термина «Н. э. п.» часто употребляют термин «электрическое поле». Распределение Н. э. п. в пространстве обычно характеризуют с помощью силовых линий электрич. поля – линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора $E$. Силовые линии электрич. поля проводят так, чтобы число силовых линий, проходящих через единичную поверхность, перпендикулярную к силовым линиям, было пропорционально модулю $E$ вблизи данной точки. Н. э. п. удовлетворяет принципу суперпозиции, согласно которому Н. э. п. совокупности зарядов в некоторой точке равна геометрич. сумме напряжённостей полей, создаваемых отд. зарядами.
Напряжённость $E$ можно разложить на потенциальную $E_п$ и вихревую (соленоидальную) $E_в$ компоненты (см. Максвелла уравнения). Для потенциальной компоненты: $\text{rot}\:E_п=0,\; E_n=-\text{grad}\:\varphi$, где $\varphi$ – электрич. потенциал. Для вихревой компоненты: $\text{div}\:E_в=0$, $E_в=–𝜕A/𝜕t$, где $A$ – векторный потенциал. $E_п$ создаётся электрич. зарядами, и соответствующие ей силовые линии начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных электрич. зарядах. Так, напр., электростатич. поле (электрич. поле неподвижных электрич. зарядов) имеет только потенциальную компоненту. Компонента $E_в$ возникает при изменении во времени вектора магнитной индукции $B$, и соответствующие ей силовые линии являются замкнутыми. Напр., электрич. поле свободно распространяющейся электромагнитной волны имеет только вихревую компоненту. Под Н. э. п. в среде понимают Н. э. п., усреднённую по физически малому объёму (содержащему большое число атомов среды, но однородному по физич. свойствам).
Единица измерения Н. э. п. в СИ – вольт на метр (В/м).