Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции

Часть 3. Видео

Часть 3

Силовая линия электрического поля, или линия напряженности электрического поля - это линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением вектора напряженности в этой точке.

Картина силовых линий положительного точечного заряда представляет собой лучи, расходящиеся от заряда. В случае отрицательного заряда силовые линии, наоборот, сходятся на заряде.

Силовые линии не пересекаются, не имеют изломов, начинаются или заканчиваются на зарядах или уходят и приходят из бесконечности. Картину силовых линий обычно строят так, чтобы густота линий, то есть количество линий, пересекающее перпендикулярную площадку единичной площади, была пропорциональна величине поля. Чем больше напряженность поля - тем гуще линии. Количество силовых линий, которое мы рисуем на плоскости для уединенного точечного заряда, должно быть пропорционально величине заряда.

Систему из двух точечных зарядов q и -q называют электрическим диполем. Мы будем детально его изучать в дальнейших лекциях, а сейчас для примера построим картину силовых линий диполя. Вблизи каждого из зарядов силовые линии располагаются так же, как если бы второго заряда не было. на серединном перпендикуляре к отрезку, соединяющему заряды, вектор напряженности параллелен прямой, соединяющей диполи.

Теперь построим картину силовых линий двух одинаковых точечных зарядов q и q ( q>0 ). Силовая линяя должна быть симметрична относительно линии, соединяющей заряды, и линии, являющейся серединным перпендикуляром к предыдущей. Точка пересечения данных прямых - особая точка, в которой напряжённость электрического поля равна нулю. Мы уже знаем, что силовые линии идут от плюса к минусу либо приходят из бесконечности и уходят на бесконечность. Но в данной точке силовые линии также могут начинаться и заканчиваться. Главное, чтобы количество начинающихся и заканчивающихся линий было одинаковым.

Вблизи зарядов вклад в поле второго пренебрежимо мало, поэтому поле можно считать таким же, как и в случае одиночного точечного заряда.

Ранее мы уже поняли то, что на серединном перпендикуляре суперпозиция вектора напряжённости от двух одинаковых зарядов смотрит перпендикулярно вверх или вниз относительно линии, соединяющей заряды.

На расстоянии много больше расстояния между зарядами, систему можно воспринять, как точечный заряд величиной 2q , соответственно силовые линии будут такими же, как и от точечного заряда.