Графічне зображення електростатичного поля - електромагнетизм і хвилі

Електростатичне поле зручно зображати графічно за допомогою силових ліній і еквіпотенціальних поверхонь.

Силова лінія - це лінія, в кожній точці якої дотична збігається з напрямком вектора напруженості (див. Рис.). Силовим лініям надають напрямок стрілкою. Властивості силових ліній:

1) Силові лінії неперервні. Вони мають початок і кінець - починаються на позитивних і закінчуються на негативних зарядах.

2) Силові лінії не можуть перетинатися один з одним, тому що напруженість - це сила, а дві сили в даній точці від одного заряду не можуть бути.

3) Силові лінії проводять так, щоб їх кількість через одиничну перпендикулярну майданчик було пропорційно величині напруженості.

4) Силові лінії «виходять» і «входять» завжди перпендикулярно поверхні тіла.

5) Силову лінію не слід плутати з траєкторією рухомого заряду. Дотична до траєкторії збігається з напрямком швидкості, а дотична до силової лінії - з силою і, отже, з прискоренням.

Еквіпотенційної поверхнею називають поверхню, в кожній точці якої потенціал має однакове значення = const.

Силові лінії завжди перпендикулярні еквіпотенціальною поверхнею. Доведемо це. Нехай уздовж еквіпотенційної поверхні переміщається точковий заряд q. Елементарна робота, що здійснюються при цьому дорівнює dA = qEcosdl = qd = 0, тому що d = 0. Оскільки q, E і dl 0, отже cos = 0 і = 90 о.

Графічне зображення електростатичного поля - електромагнетизм і хвилі

На малюнку 3 зображено електростатичне поле двох однакових точкових зарядів. Лінії зі стрілками - це силові лінії, замкнуті криві - еквіпотенціальні поверхні.

У центрі осьової лінії, що з'єднує заряди напруженість дорівнює 0. На дуже великій відстані від зарядів еквіпотенціальні поверхні стають сферичними.

На цьому малюнку 4 показано однорідне поле - це поле, в кожній точці якого вектор напруженості залишається постійним за величиною і напрямком Еквіпотенціальні поверхні - це площини, перпендикулярні силовим лініям. Вектор напруженості завжди спрямований у бік зменшення потенціалу.

Схожі статті