Напряженность электростатического поля не изменяется с течением времени.

Закон Кулона

Отмеченное ранее свойство электрического поля—силовое действие на заряженные частицы и тела—используется с целью его обнаружения и изучения. Для этого нужно поместить в пространство, окружающее тело с зарядом Q₁ , другое тело с зарядом Q₂ (рис. 1.1). Первое тело вместе с его полем будем называть исследуемым, а второе — пробным.

Опыт показывает, что на каждое из двух заряженных тел действуют одинаковые силы Fэ, направленные так, что тела с зарядами одного знака отталкиваются, а тела с зарядами разных знаков притягиваются.

В соответствии с принципом наложения можно полагать, что два заряженных тела окружены общим электрическим полем, которое получается в результате наложения двух полей, каждое из которых связано со своим заряженным телом, когда последнее уединено.

В таком случае силу Fэ можно рассматривать как результат силового действия общего электрического поля на каждое из заряженных тел. Количественно это действие определяется по формуле закона Кулона (1.1), которая справедлива для точеч­ных заряженных тел.

Заряженное тело называется точечным, если его линейные размеры очень малы в сравнении с расстоянием от него до точек, в которых рассматривается его электрическое поле.

Закон Кулона:

Величина силы, с которой на каждое из двух точечных заряженных тел,
расположенных в среде, действует их общее электрическое поле, пропорциональна
произведению зарядов этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния
между ними:

(1.1)

где Q₁ иQ₂ — заряды точечных тел;

r — расстояние между их центрами;

- коэффициент пропорционально­сти, определенный выбором системы единиц.

Рис. 1.1

Величина e ₀— абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума, которая называется электрической постоянной, име­ющей в международной системе единиц (СИ) численное значение: 8,85*10^-12(Ф/м)

Величины, входящие в формулу (1.1), имеют сле­дующие единицы измерения: сила [Fэ]—ньютон (Н); количест­во электричества (электрический заряд) [Q ]— кулон (Кл).

Напряженность электрического поля

Предположим, что размеры пробного тела и его заряд столь малы, что заряд исследуемого тела и его элект­рическое поле не изменяются, т. е. остаются такими же, как и в случае уединения. Пробное тело при этом можно рассматривать лишь как «инструмент» для регистрации элек­трической силы. Помещая пробное заряженное тело в раз­личные точки, можно исследовать интенсивность электричес­кого поля, пределы его распространения.

Согласно закону Кулона, сила пропорциональна величине пробного заряда. В связи с этим интенсивность электрического поля в данной точке удобно оценивать величиной силы, приходящейся на единицу положительного заряда пробного тела, расположенного в той же точке, т. е. отношением .

Напряженность электрического поля—векторная величина, характеризующая электрическое поле и определяющая силу, действующую на заряженную частицу (тело) со стороны электрического поля.

В численном выражении напряженность электрического поля равна отношению силы, действующей на заряженную частицу (пробное тело), к ее заряду:

(1.2)

Направление напряженности электрического поля совпадает с направлением силы, действующей на частицу (пробное тело) с положительным зарядом.

Единица напряженности электрического поля [E]= Н/Кл = В/м.

Эта единица напряженности электрического поля названия не имеет.

Электрическое поле называется однородным (равномерным), если напряженность его во всех точках одинакова по величине и направлению.

Для наглядного изображения электрического поля пользу­ются линиями напряженности или силовыми линиями.