Eszkola

Pole elektrostatyczne

Przydatne kalkulatory i narzędzia

Obszar, w którym na ładunki elektryczne działa siła elektrostatyczna nazywany jest polem elektrycznym. Pole to jest polem wektorowym, można je obrazowo przedstawić w postaci linii pola. Są to linie, które wskazują kierunek działania siły elektrostatycznej na ładunek próbny, czyli hipotetyczny ładunek dodatni umieszczony w danym miejscu pola. To znaczy, gdyby umieścić ładunek dodatni w danym miejscu pola, to siła działająca na niego byłaby styczna do linii pola. W przypadku umieszczenia ładunku ujemnego, zwrot będzie przeciwny niż wskazują linie.

Drugą istotną cechą pola jest jego natężenie. Mówi ono o tym, jak silne jest dane pole. Siła elektrostatyczna pojawia się, gdy w polu znajduje się drugi ładunek i jej wartość jest zależna od iloczynu tych ładunków. Wartość opisująca pole powinna być niezależna od umieszczonego w nim ładunku. Stąd też określając natężenie pola w danym jego punkcie należy podzielić siłę elektrostatyczną przez wartość hipotetycznego ładunku próbnego umieszczonego w tym punkcie pola. W związku z tym, natężenie pola \(\overrightarrow{E}\)jest równe:

\(\overrightarrow{E}=\frac{\overrightarrow{F_e}}{q}\),
gdzie \(q\) jest ładunkiem próbnym, natomiast
\(\overrightarrow{F_e}\)  wektorem siły elektrostatycznej działającej na hipotetyczny ładunek próbny.

Pole elektryczne może być wytwarzane przez ładunek punktowy, układ ładunków czy (zgodnie z równaniami Maxwella) zmienne pole magnetyczne. Do obliczenia natężenia pola pochodzącego od układu ładunków stosuje się zasadę superpozycji - wypadkowe pole elektryczne w danym punkcie jest sumą natężeń pochodzących od każdego ładunku.

Poniżej przedstawiono obrazowo postać pola elektrycznego wokół punktowego ładunku dodatniego.