Поле точечного заряда
Поле точечного заряда — это электрическое поле, создаваемое зарядом, размеры которого можно считать пренебрежимо малыми по сравнению с расстоянием до рассматриваемой точки. Его напряжённость зависит от величины заряда и расстояния до него.
Для количественного описания используют напряжённость электрического поля. Она является векторной величиной: её направление совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд.
Формула напряжённости
В вакууме или приблизительно в воздухе напряжённость поля точечного заряда находят из закона Кулона. Величина напряжённости обратно пропорциональна квадрату расстояния до заряда.
Здесь \(k \approx 9\cdot10^9\,\text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2\) — электрическая постоянная в принятой школьной записи. Если расстояние увеличить в \(2\) раза, напряжённость уменьшится в \(4\) раза. Если заряд увеличить в \(3\) раза, напряжённость увеличится в \(3\) раза.
Точечный заряд увеличили в \(2\) раза, а расстояние до точки поля не изменили. По формуле \(E = k|q|/r^2\) напряжённость также увеличится в \(2\) раза. Если же расстояние увеличить в \(2\) раза, напряжённость уменьшится в \(4\) раза.
Для положительного точечного заряда вектор напряжённости направлен от заряда, а для отрицательного — к заряду. При этом формула для модуля содержит \(|q|\), поэтому значение \(E\) не бывает отрицательным. Знак заряда определяет направление, а не знак модуля напряжённости.
Как изменится напряжённость поля точечного заряда, если расстояние до него увеличить в \(3\) раза?
Главное
- Модуль напряжённости поля точечного заряда: \(E = k|q|/r^2\).
- Напряжённость прямо пропорциональна модулю заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния.
- От положительного заряда поле направлено, а к отрицательному — направлено.