Snaga električnog polja

Svaka električna napunjenost okružuje električno polje. Kao rezultat dugog istraživanja, fizičari su došli do zaključka da interakcija napunjenih tijela dolazi zbog električnih polja koja ih okružuju. Oni su poseban oblik materije, koji je neraskidivo povezan s bilo kojim električnim nabojem.

Proučavanje električnog polja provodi se uvođenjem malih napunjenih tijela. Ta tijela nazivaju se ispitnim sondama. Na primjer, naplaćena lopta od pluta često se koristi kao pokusna naplata.

Kada se pokusni naboj uvodi u električno polje tijela koje ima pozitivan naboj, lagana pozitivna napunjena kuglična kugla pod njezinim djelovanjem odstupiti će se što bliže ga dovedemo do tijela.

Pri premještanju ispitne napunjenosti u električno polje proizvoljnog napunjenog tijela, lako je ustanoviti da će sila koja djeluje na njemu različita na različitim mjestima.

Dakle, kada su sonde q1, q2, q3, ..., qn, različite veličine, smještene u jednu točku polja, moguće je ustanoviti da su sile koje djeluju na njih različite, F1, F2, F3, ..., Fn, ali omjer sile prema veličini Definitivna naplata za takvu točku polja je nepromijenjena:

F1 / q1 = F2 / q2 = F3 / q3 = ... = Fn / qn.

Ako na ovaj način proučavamo različite točke na terenu, dobivamo sljedeći zaključak: za svaku pojedinu točku u električnom polju omjer sile koji djeluje na ispitnu naboj do vrijednosti takvog naboja je nepromjenjiv i neovisan o ispitnom naboju.

Iz toga proizlazi da veličina ovog omjera karakterizira električno polje na njegovoj proizvoljnoj točki. Vrijednost koja se mjeri omjerom sile koja djeluje na pozitivnu naboj smještenu na ovoj točki polja, prema veličini punjenja i snazi električnog polja:

E = F / q1.

Kao što se može vidjeti iz njegove definicije, ona je jednaka sili koja djeluje na jedinicu pozitivnog naboja koja se nalazi na određenoj točki na terenu.

Za jedinicu snage električnog polja, uzima se snaga polja koja djeluje na napajanje jedne elektrostatske jedinice s silom jedne bine. Ova se jedinica naziva apsolutnom elektrostatskom jedinicom napetosti.

Za određivanje snage električnog polja bilo koje točke punjenja q na proizvoljnoj točki u polju A određenog naboja koji je udaljen od nje udaljenosti r1 potrebno je postaviti ispitnu naboj q1 u toj proizvoljnoj točki i izračunati silu Fa koja djeluje na njega (za vakuum).

Prema Coulombovom zakonu :

Fa = (q1q) / r² .

Ako uzmemo omjer snage sile koja utječe na naboj na njegovu vrijednost q1, tada možemo izračunati snagu električnog polja u točki A:

Ea = q / r² .

Osim toga, može se naći napetost na proizvoljnoj točki B; To će biti jednako:

Eb = q / r² .

Stoga, intenzitet električnog polja točke punjenja na određenoj točki polja (u vakuumu) bit će izravno proporcionalan veličini zadanog naboja i obrnuto proporcionalan kvadratu udaljenosti između ove naboje i točke.

Snaga polja djeluje kao svojstvo snage. Znajući ga na proizvoljnoj točki polja E, lako je izračunati silu F koja djeluje na naboj q na određenoj točki:

F = qE.

Snaga električnog polja je vektorska veličina. Smjer napetosti na svakoj točki polja će se kombinirati s smjerom sile koja djeluje na pozitivan naboj smješten u točki.

Kada je polje formirano od nekoliko naboja: q1 i q2, intenzitet E u bilo kojoj točki A datog polja jednaka je geometrijskom zbroju naprezanja E1 i E2 koji su zamišljeni zasebno u danoj točki od naboja q1 i q2.

Snaga električnog polja u proizvoljnoj točki može se grafički prikazati uz pomoć usmjerenog segmenta koji potječe iz ove točke, slično slici sile i ostalih vektorskih veličina.