Электрическое поле от точечного заряда

Физика > Электрическое поле от точечного заряда

 

Изучите напряженность электрического поля точечного заряда: как создается электрическое поле двух точечных зарядов, закон Кулона, формула, векторное поле.

Точечный заряд способен сформировать электрическое поле, которое можно рассчитать законом Кулона.

Задача обучения

• Вычислить закон, который можно использовать для расчета электрического поля, сформированного точечным зарядом.

Основные пункты

• Электрическое поле отображается векторным полем вокруг заряженной частички. Это сила, которую смогли ощутить другие частички, если бы располагались ближе.
• С учетом точечного заряда, линии электрического поля расходятся одинаково во всех радиальных направлениях.
• Если точечный заряд положительный, линия поля указывает от него, а если отрицательный – на него.

Термины

• Векторное поле – конструкция, где каждая точка в евклидовом пространстве ассоциируется с вектором.
• Закон Кулона – математическое уравнение, определяющее вектор электростатической силы между двумя заряженными частичками.

Электрическое поле точечного заряда отображает векторное с точечными зарядами вокруг него. Эффект ощущается в виде силы. Если частички лишены движения, то сталкиваемся с электростатической силой, влияющей на расстоянии.

С учетом точечного заряда, линии электрического поля выходят радиально во всех направлениях. Если заряд выступает положительным, то полевые линии удаляются от него, а если отрицательный, то приближаются к нему.

Электрическое поле частички с положительным зарядом пребывает в радиальном направлении от заряда

Электрическое поле частички с отрицательным зарядом пребывает в радиальном направлении к ней

Если хотите разобраться в причине, то необходимо вывести электрическое поле точечного заряда. Начнем с самого определения:

Это уравнение электрического поля определено в радиальных координатах. Постоянная k – результат простого объединения постоянных, q – заряд частички, формирующей электрическое поле. Он может быть положительным или отрицательным.

Давайте рассмотрим другой положительный заряд (Q) на радиальной дистанции (R) от исходной частички. Тогда сила выводится по формуле:

Электрическое поле точечного заряда вычисляется в радиальных координатах. Положительное направление r указывается от начала координат, а отрицательное к нему. Электрическое поле выступает симметричным относительно направления θ

Важно отметить, что описанная выше сила влияет на тестовый заряд Q в положительном радиальном направлении, ориентированном на исходный заряд q. То есть, заряды – положительные и будут отталкиваться, а сила на тестовом заряде укажет на первоначальный.

Если тестовый заряд был отрицательным, то сила:

Заметьте, что здесь есть указание на отрицательное направление. Это важно, так как притягиваются противоположные заряды, а сила на тестовом заряде стремится подтолкнуть их к изначальному положительному заряду. Эту формулу именуют законом Кулона.