Natężenie pola elektrycznego

Fizyczny rozmiar
Nazwisko	Natężenie pola elektrycznego
Symbol formuły	${\ displaystyle {\ vec {E}}}$
Rozmiar i system jednostek jednostka wymiar SI V · m -1 , N · C -1 M · L · I −1 · T −3 Gauss ( CGS ) statV · cm -1 M ½ · L −½ · T −1 esE ( cgs ) statV · cm -1 M ½ · L −½ · T −1 emE ( cgs ) ABV · cm -1 L ½ · M ½ · T

Wielkość fizyczna natężenie pola elektrycznego opisuje siłę i kierunek pola elektrycznego , tj. Zdolność tego pola do wywierania siły na ładunki . Jest wektorem i jest definiowany przez w danym punkcie

${\ Displaystyle {\ vec {E}} = {\ Frac {\ vec {F}} {q}} \,}$.

${\ displaystyle q}$oznacza mały ładunek testowy , który znajduje się w danym miejscu, jest siłą działającą na ten ładunek testowy. Ta definicja ma sens ze względu na proporcjonalność siły i ładunku. ${\ displaystyle {\ vec {F}}}$

Długość strzałek jest miarą natężenia pola w wybranych punktach.

Każdemu punktowi w przestrzeni przypisana jest określona wielkość i określony kierunek pola elektrycznego. Na obrazach linii pola linie biegną w kierunku pola w każdym miejscu, od ładunków dodatnich do ujemnych; Wielkość natężenia pola można odczytać z gęstości linii (w przestrzeni).

jednostka

Jednostką SI natężenia pola elektrycznego są niutony na kulomb lub wolt na metr . Obowiązują następujące zasady: ${\ displaystyle {\ vec {E}}}$

${\ Displaystyle \ mathrm {{\ Frac {N} {C}} = {\ Frac {J} {C \ cdot m}} = {\ Frac {V \ cdot A \ cdot s} {A \ cdot s \ cdot m.}} = {\ frac {V} {m}}}}$

Koncepcja wielkości dla natężenia pola elektrycznego

Związek z gęstością strumienia elektrycznego

Do opisu pola elektrycznego używana jest również gęstość strumienia elektrycznego , wcześniej znana również jako gęstość przemieszczenia, która jest powiązana z natężeniem pola elektrycznego poprzez równania materiałowe . Relacja zachodzi w próżni ${\ displaystyle {\ vec {D}}}$${\ displaystyle {\ vec {E}}}$

${\ displaystyle {\ vec {D}} = \ varepsilon _ {0} {\ vec {E}}}$

ze stałą polem elektrycznym . ${\ displaystyle \ varepsilon _ {0}}$

Połączenie z potencjałem

W wielu przypadkach natężenie pola elektrycznego można obliczyć przy użyciu powiązanego potencjału . W kontekście elektrostatyki natężenie pola elektrycznego jest równe ujemnemu gradientowi (skalarnego) potencjału elektrycznego : ${\ displaystyle \ Phi}$

${\ Displaystyle {\ vec {E}} ({\ vec {r}}) = - \ nabla \ Phi ({\ vec {r}})}$

Odpowiednie, bardziej ogólne równanie elektrodynamiki uwzględnia również potencjał wektora i zależność od czasu: ${\ displaystyle {\ vec {A}}}$

${\ Displaystyle {\ vec {E}} ({\ vec {r}}, t) = - \ nabla \ Phi ({\ vec {r}}, t) - {\ Frac {\ częściowe} {\ częściowe t }} {\ vec {A}} ({\ vec {r}}, t)}$

literatura

• Adolf J. Schwab: Konceptualny świat teorii pola: praktyczne, opisowe wprowadzenie. Pola elektromagnetyczne, równania Maxwella, gradient, rotacja, dywergencja . Szósta edycja. Springer, Berlin 2002, ISBN 3-540-42018-5 . 

linki internetowe

Indywidualne dowody

1. ↑ Zobacz Altmann / Schlayer, 2003, str.34