Електрическо поле е нещо, причинено от електрически заряд и засяга пространството около електрическия заряд, където влиянието на електрическото поле се усеща само от други електрически заряди. Когато друг електрически заряд се намира в електрическото поле, причинено от електрически заряд, другият електрически заряд усеща влиянието под формата на електрическа сила.
Дефиницията на електрическо поле, както е обяснено в статията за електрическите полета, може да се разбере мисловно, но може да се представи само наум. За да се визуализира електрическо поле, се представят линиите на електрическото поле. Линии на електричното поле Линията на електрическото поле е набор от линии, начертани около електрически заряд, за да покажат наличието на електрическо поле. Тъй като целта на тази линия е да демонстрира наличието на електрическо поле, съществува връзка между тези линии и електрическото поле. С други думи, големината и посоката на електрическото поле могат да бъдат обяснени чрез диаграма на линиите на електрическото поле.
Следва връзката между посоката и силата на електрическото поле и линиите на електрическото поле:
Първо, посоката на електрическото поле е далеч от положителен заряд и към отрицателен заряд. По този начин, посоката на линиите на електрическото поле също е далеч от положителния заряд и към отрицателния заряд. Ако положителен заряд е близо до отрицателен заряд, линиите на електрическото поле се изобразяват като простиращи се от положителния заряд към отрицателния заряд. Обратно, ако положителен заряд е близо до отрицателен заряд, линиите на електрическото поле се изобразяват като простиращи се от всеки положителен заряд и един от друг.
Второ, силата на електрическото поле се представя от разстоянието между линиите на електрическото поле. Колкото по-близо е разстоянието между линиите на електрическото поле, толкова по-голяма е силата на електрическото поле, а колкото по-голямо е разстоянието между линиите на електрическото поле, толкова по-малка е силата на електрическото поле.
Защо колкото по-близо са линиите, толкова по-силно е електрическото поле? За да разберем това, разгледайте следното обяснение. Да предположим, че в центъра на сфера има положителен заряд и линиите на електрическото поле се разпространяват в различни посоки, прониквайки през повърхността на сферата. Ако броят на линиите на електрическото поле е N, а площта на повърхността на сферата е 4πr2 тогава броят на линиите на единица площ или плътността на линиите е N/4πr2Въз основа на тази формула, за същото N, ако r е по-малко, тогава разстоянието между линиите е по-близко, а ако r е по-голямо, тогава разстоянието между линиите е по-голямо. Формулата за силата на електрическото поле е E = kq/r2 също показва, че силата на електрическото поле е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието. Колкото по-малко е r, толкова по-голяма е силата на електрическото поле, а колкото по-голямо е r, толкова по-малка е силата на електрическото поле.
Въз основа на горния преглед може да се заключи, че ако r е по-малко (по-близо до заряда), силата на електрическото поле е по-голяма и разстоянието между линиите също е по-малко. Обратно, ако r е по-голямо (по-далеч от заряда), силата на електрическото поле е по-малка и разстоянието между линиите също е по-голямо.
Кетига, броят на линиите на електрическото поле е пропорционален на силата на електрическото поле. Колкото повече линии на електрическото поле са, толкова по-голяма е силата на електрическото поле. Колкото по-малко линии на електрическото поле са, толкова по-малка е силата на електрическото поле.
Пример за проблеми
1. Въпроси за националния изпит по физика на SMA за учебна 2012/2013 г., SA 55 № 28
От следното изображение на заряда, което показва силовите линии на два заряда, разположени близо един до друг, е...
Дискусия
Линиите на електрическото поле, или силовите линии, се изчертават от положителен заряд към отрицателен заряд. Ако положителен и отрицателен заряд се доближат един до друг, силовите линии изглеждат както в отговор А.
Верният отговор е А.
2. Въпроси за националния изпит по физика на SMA за учебна 2012/2013 г., SA 60 № 28
Два електрически заряда се доближават един до друг в свързваща линия, което води до линии на електрическото поле. Правилното изображение е…
Дискусия
Верният отговор е Д.
3. Въпроси за националния изпит по физика на SMA за учебна 2012/2013 г., SA 65 № 28
Правилните силови линии между два заряда са…
Дискусия
Верният отговор е Д.
