Что такое поле и зачем оно нужно
До Фарадея и Максвелла физики думали, что заряды действуют друг на друга «на расстоянии» — мгновенно и без посредника. Фарадей ввёл понятие поля: каждый заряд изменяет пространство вокруг себя, создавая поле. Поле существует само по себе — даже если убрать «пробный» заряд. Именно поле действует на второй заряд с некоторой силой.
Напряжённость — количественная характеристика поля
Напряжённость E (Н/Кл или В/м) показывает, какую силу поле оказывает на единичный положительный заряд. Если в точке пространства напряжённость 100 Н/Кл, то на заряд 0,01 Кл поле давит с силой 1 Н.
Силовые линии
Для наглядного изображения поля рисуют силовые линии — линии, касательная к которым в каждой точке совпадает с направлением напряжённости:
- Выходят из положительных зарядов, входят в отрицательные.
- Чем гуще линии — тем сильнее поле.
- Линии не пересекаются (в каждой точке направление поля единственно).
- Между пластинами конденсатора линии параллельны и равномерны — однородное поле.
Закон Кулона
Сила взаимодействия двух точечных зарядов пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния. Коэффициент k ≈ 9 × 109 Н·м²/Кл². Это та же структура, что у закона всемирного тяготения Ньютона, — не случайное совпадение.
Электрическое поле в жизни
Молния — разряд между облаком и землёй при напряжённости поля ~106 В/м (пробой воздуха). Конденсаторы в телефоне хранят заряд в сильном поле между металлическими пластинами. Кардиограф измеряет электрическое поле сердца прямо через кожу.
