Az elektromos mezőt egy elektromos töltés hozza létre, és az elektromos töltés körüli térre hat, ahol az elektromos mező hatását csak más elektromos töltések érzékelik. Amikor egy másik elektromos töltés az elektromos töltés által létrehozott elektromos mezőben van, a másik elektromos töltés elektromos erő formájában érzi a hatást.
Az elektromos mező definíciója, ahogyan azt az elektromos mezőkről szóló cikk kifejti, mentálisan is megérthető, de el is képzelhető a fejben. Az elektromos mező vizualizálásához az elektromos mező vonalait mutatjuk be. Az elektromos mező vonalak egy elektromos töltés köré húzott vonalak, amelyek annak jelenlétét jelzik. Mivel céljuk az elektromos mező jelenlétének bemutatása, kapcsolat van ezen vonalak és az elektromos mező között. Más szóval, az elektromos mező nagysága és iránya az elektromos mező vonalak diagramjával magyarázható.
A következő összefüggés látható az elektromos tér iránya és erőssége, valamint az elektromos térerősségi vonalak között:
Első, az elektromos tér iránya a pozitív töltéstől elfelé és a negatív töltés felé mutat. Így az elektromos térerő vonalak iránya is a pozitív töltéstől elfelé és a negatív töltés felé mutat. Ha egy pozitív töltés közel van a negatív töltéshez, az elektromos térerő vonalak a pozitív töltéstől a negatív töltés felé terjednek. Fordítva, ha egy pozitív töltés közel van a negatív töltéshez, az elektromos térerő vonalak az egyes pozitív töltésekből kiindulva és egymástól távolodva ábrázolódnak.
Másodszor , az elektromos térerősséget az elektromos térerősség vonalak közötti távolsággal fejezzük ki. Minél közelebb van az elektromos térerősség vonalak között, annál nagyobb az elektromos térerősség, és minél nagyobb a távolság az elektromos térerősség vonalak között, annál kisebb az elektromos térerősség.
Miért van az, hogy minél közelebb vannak egymáshoz a vonalak, annál erősebb az elektromos tér? Ennek megértéséhez vegyük figyelembe a következő magyarázatot. Tegyük fel, hogy egy pozitív töltés van egy gömb közepén, és az elektromos tér vonalak különböző irányokba kifelé sugároznak, áthatolva a gömb felületén. Ha az elektromos tér vonalak száma N, és a gömb felülete 4πr2 akkor az egységnyi területre eső vonalak száma vagy vonalsűrűsége N/4πr2Ezen képlet alapján, ugyanarra az N-re, ha r kisebb, akkor a vonalak közötti távolság kisebb, és ha r nagyobb, akkor a vonalak közötti távolság nagyobb. Az elektromos térerősség képlete: E = kq/r2 ábra azt is mutatja, hogy az elektromos térerősség fordítottan arányos a távolság négyzetével. Minél kisebb r, annál nagyobb az elektromos térerősség, és minél nagyobb r, annál kisebb az elektromos térerősség.
A fentiek alapján arra a következtetésre juthatunk, hogy ha r kisebb (közelebb van a töltéshez), akkor az elektromos térerősség nagyobb, és a vonalak közötti távolság is kisebb. Fordítva, ha r nagyobb (távolabb van a töltéstől), akkor az elektromos térerősség kisebb, és a vonalak közötti távolság is nagyobb.
Harmadszor , az elektromos erővonalak száma arányos az elektromos térerősséggel. Minél több az elektromos erővonal, annál nagyobb az elektromos térerősség. Minél kevesebb az elektromos erővonal, annál kisebb az elektromos térerősség.
Problémákra példa
1. 2012/2013 SMA Fizika Országos Vizsgakérdések SA 55 28. szám
A következő töltésképen, amely két egymáshoz közeli töltés erővonalait mutatja, a következő látható...
Vita
Az elektromos tér erővonalai, vagy más néven erővonalak, a pozitív töltéstől a negatív töltés felé húzódnak. Ha egy pozitív és egy negatív töltést közel helyezünk el egymáshoz, az erővonalak az A válaszhoz hasonlóan jelennek meg.
A helyes válasz az A.
2. 2012/2013 SMA Fizika Országos Vizsgakérdések SA 60 28. szám
Két elektromos töltést összekötő vonalban közelítünk egymáshoz, ami elektromos erővonalakat eredményez. A helyes kép a következő…
Vita
A helyes válasz a D.
3. 2012/2013 SMA Fizika Országos Vizsgakérdések SA 65 28. szám
Két töltés közötti helyes erővonalak…
Vita
A helyes válasz a D.
