Wolna encyklopedia

Pole elektryczne - pole fizyczne, stan przestrzeni w której na ładunek elektryczny działa siła elektrostatyczna. Pole to opisuje się przez natężenie pola elektrycznego lub potencjał elektryczny.

Koncepcję oddziaływania ładunków elektrycznych poprzez pole elektryczne wprowadził Michael Faraday.

Definicja

Natężenie pola elektrycznego jest parametrem pola wektorowego \vec {E}, definiowanym jako stosunek siły \vec {F} działającej na ładunek elektryczny q znajdujący się w tymże polu elektrycznym do wartości tegoż ładunku elektrycznego q:

\vec{E}=\frac{{\vec{F}}}{q}

Ładunek z pomocą którego określa się pole, zwany ładunkiem próbnym, musi spoczywać i być na tyle mały, by nie zmieniać rozkładu ładunków w otaczającej przestrzeni.

Własności

Pole elektryczne jest polem potencjalnym a opisująca go funkcja to potencjał elektryczny. Związek między natężeniem pola elektrycznego \vec{E} a jego potencjałem \mathbf\phi wyraża się wzorem:

 \vec{E} = -\mathbf{\nabla}\phi

Punktowy ładunek elektryczny Q wytwarza pole, którego natężenie wyraża się wzorami:

\vec {E}(r) = \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0}\frac{Q}{|\vec{r}|^3}\vec {r}

lub

\mathbf{E (r)} =\frac{1}{4 \pi \varepsilon_0}\frac{Q}{r^2}\mathbf{\hat{r}}

Wartość natężenia pola określa wzór:

E (r) =\frac{1}{4 \pi \varepsilon_0}\frac{Q}{r^2}

gdzie:

\vec{r} - wektor wodzący, o początku w źródle pola, a końcu w rozważanym punkcie przestrzeni,
\operatorname{\hat{r}} - wersor (wektor jednostkowy), o początku w źródle pola, a końcu w rozważanym punkcie przestrzeni.
przenikalność elektryczna próżni \varepsilon_0 \approx \frac{1}{36\pi}*10^{-9}\frac{\operatorname{F}}{\operatorname{m}}

Pole elektryczne jest nośnikiem energii, ilość energii jest proporcjonalna do kwadratu natężenia pola w jednostce objętości, zmienne pole elektryczne jest składnikiem fotonu. Statyczne pole elektryczne może być opisywane jako rozprzestrzenianie się wirtualnych fotonów.

Własności pola elektrycznego opisują równania Maxwella:

Linki zewnętrzne

Wykład o polu elektrycznym

Źródło: „haslo,Pole_elektryczne