Câmp electric este ceva cauzat de o sarcină electrică și afectează spațiul din jurul sarcinii electrice, unde influența câmpului electric este resimțită doar de alte sarcini electrice. Când o altă sarcină electrică se află în câmpul electric cauzat de o sarcină electrică, cealaltă sarcină electrică resimte influența sub forma unei forțe electrice.
Conceptul de câmp electric, așa cum este explicat în articolul despre câmpurile electrice, poate fi înțeles mental, dar poate fi și imaginat doar în minte. Pentru a vizualiza un câmp electric, sunt prezentate liniile câmpului electric. Linii de câmp electric O linie de câmp electric este un set de linii trasate în jurul unei sarcini electrice pentru a indica prezența unui câmp electric. Deoarece scopul acestei linii este de a demonstra prezența unui câmp electric, există o relație între aceste linii și câmpul electric. Cu alte cuvinte, magnitudinea și direcția unui câmp electric pot fi explicate printr-o diagramă a liniilor de câmp electric.
Următoarea este relația dintre direcția și intensitatea câmpului electric și liniile câmpului electric:
Primul, direcția câmpului electric este opusă unei sarcini pozitive și spre o sarcină negativă. Astfel, direcția liniilor câmpului electric este, de asemenea, opusă sarcinii pozitive și spre sarcina negativă. Dacă o sarcină pozitivă este aproape de o sarcină negativă, liniile câmpului electric sunt reprezentate ca extinzându-se de la sarcina pozitivă spre sarcina negativă. Invers, dacă o sarcină pozitivă este aproape de o sarcină negativă, liniile câmpului electric sunt reprezentate ca extinzându-se de la fiecare sarcină pozitivă și îndepărtându-se una de cealaltă.
Al doilea, intensitatea câmpului electric este reprezentată de distanța dintre liniile câmpului electric. Cu cât distanța dintre liniile câmpului electric este mai mică, cu atât intensitatea câmpului electric este mai mare, iar cu cât distanța dintre liniile câmpului electric este mai mare, cu atât intensitatea câmpului electric este mai mică.
De ce cu cât liniile sunt mai apropiate, cu atât câmpul electric este mai puternic? Pentru a înțelege acest lucru, luați în considerare următoarea explicație. Să presupunem că o sarcină pozitivă se află în centrul unei sfere și că liniile câmpului electric radiază spre exterior în diferite direcții, penetrând suprafața sferei. Dacă numărul de linii ale câmpului electric este N și aria suprafeței sferei este 4πr2 atunci numărul de linii pe unitatea de suprafață sau densitatea liniilor este N/4πr2Pe baza acestei formule, pentru același N, dacă r este mai mic atunci distanța dintre linii este mai mică, iar dacă r este mai mare atunci distanța dintre linii este mai mare. Formula pentru intensitatea câmpului electric este E = kq/r.2 arată, de asemenea, că intensitatea câmpului electric este invers proporțională cu pătratul distanței. Cu cât r este mai mic, cu atât intensitatea câmpului electric este mai mare, iar cu cât r este mai mare, cu atât intensitatea câmpului electric este mai mică.
Pe baza celor de mai sus, se poate concluziona că, dacă r este mai mic (mai aproape de sarcină), intensitatea câmpului electric este mai mare, iar distanța dintre linii este, de asemenea, mai mică. Invers, dacă r este mai mare (mai departe de sarcină), intensitatea câmpului electric este mai mică, iar distanța dintre linii este, de asemenea, mai mare.
Al treilea, numărul de linii de câmp electric este proporțional cu intensitatea câmpului electric. Cu cât sunt mai multe linii de câmp electric, cu atât intensitatea câmpului electric este mai mare. Cu cât sunt mai puține linii de câmp electric, cu atât intensitatea câmpului electric este mai mică.
Exemplu de probleme
1. Întrebări pentru examenul național de fizică SMA 2012/2013 SA 55 nr. 28
Din următoarea imagine cu sarcină, care prezintă liniile de forță ale două sarcini apropiate una de cealaltă, este...
Pembahasan
Liniile câmpului electric, sau liniile de forță, sunt trasate de la o sarcină pozitivă către o sarcină negativă. Dacă o sarcină pozitivă și una negativă sunt apropiate, liniile de forță apar ca în răspunsul A.
Răspunsul corect este A.
2. Întrebări pentru examenul național de fizică SMA 2012/2013 SA 60 nr. 28
Două sarcini electrice sunt aduse aproape una de cealaltă într-o linie de conectare, rezultând linii de câmp electric. Imaginea corectă este…
Pembahasan
Răspunsul corect este D.
3. Întrebări pentru examenul național de fizică SMA 2012/2013 SA 65 nr. 28
Liniile de forță corecte dintre două sarcini sunt…
Pembahasan
Răspunsul corect este D.
