1636660497

4. Pole elektryczne

Przestrzeń, w której występują siły oddziałujące na ładunki elektryczne, nazywa się polem elektrycznym. Pole takie powstaje wskutek rozdzielenia różnoimiennych (o różnych znakach) ładunków elektrycznych w wyniku odpowiednich działań mechanicznych, chemicznych, cieplnych lub świetlnych.

Miejsca nagromadzenia ładunków jednoimiennych, między którymi występuje pole elektryczne, nazywa się elektrodami lub biegunami (dodatnimi lub ujemnymi, zależnie od znaku ładunków). Bezpośrednią przyczyną rozdzielenia cząstek dodatnich lub ujemnych nazywa się silą elektromotory czną wywołującą napięcie i wyrażoną w woltach. Aparat lub urządzenie, w którym to zachodzi, zwie się źródłem napięcia.

W celu scharakteryzowania stopnia oddziaływania różnych pól na punktowy ładunek elektryczny q stosuje się pojęcie natężenia pola elektrycznego. Oznacza się je literą E i mierzy w woltach na metr (V/m). Siłę F działającą na ten ładunek znajdujący się w polu elektrycznym wyraża się wzorem

F = qE

W różnych miejscach pola występuje natężenie pola elektrycznego o różnej wartości i kierunku. Linie poprowadzone od jednego bieguna pola do drugiego (między punktami o różnym potencjale), stycznie do kierunku natężenia pola w kolejnych punktach, nazywa się liniami sil. Tam, gdzie się one zagęszczają, natężenie pola jest większe. Jeśli w polu elektrycznym występują swobodne ładunki elektry czne, poruszają się one wzdłuż linii sił, tym szybciej, im większe jest natężenie pola. Natężenie pola E jest tym większe, im jest wyższe napięcie U między biegunami i mniejsza odległość x między nimi. Wynika to ze wzoru

Punkty, w których występuje takie samo napięcie pola, tworzą powierzchnie prostopadle do linii sil pola, nazywane powierzchniami ekwipotencjalnymi (jednakowego potencjału). Te na przekroju pola dokonanym wzdłuż linii sil wyznaczają linie ekwipotencjalne. Między powierzchniami ekwipotencjalnymi występuje określone napięcie elektryczne, które zsumowane wzdłuż linii sil na całej odległości między biegunami pola odpowiada napięciu wytworzonemu między tymi biegunami.