Характеристики электростатического поля

При конструировании электрических устройств, например электронных ламп, конденсаторов, электронных линз и других, требуется знать распределение напряженности и потенциала электрического поля. Аналитический расчет полей возможен лишь для простых конфигураций электродов и в общем случае невыполним. Поэтому широко применяются методы экспериментального исследования полей.

Электростатическое поле, как известно, характеризуется потенциаломи напряженностью. Соответственно для наглядного изображения полей используются эквипотенциальные поверхности (поверхности равного потенциала) и ортогональные к ним силовые линии (линии напряженности). Для исчерпывающей характеристики электростатического поля достаточно любой из двух указанных характеристик, так как между напряженностью и потенциалом существует однозначная связь:

(1)

или

,

(2)

где - единичный вектор нормали к эквипотенциальной поверхности.

Потенциал является скалярной функцией координат, а напряженность - векторной, поэтому определение потенциала проще, чем напряженности. В данной работе экспериментально изучается распределение потенциала и строится картина эквипотенциальных поверхностей, а напряженность определяется по найденному распределению потенциала.