ФІЗИКА
Частина 3 ЕЛЕКТРИКА І МАГНЕТИЗМ
Розділ 8 ЕЛЕКТРИКА
8.4. Розподіл електричних зарядів у просторі
Нерухомі електричні заряди розміщуються в просторі або дискретно – в окремих точках, або неперервно – вздовж якоїсь лінії, на поверхні якого-небудь тіла, або, нарешті, в якомусь об’ємі. Для випадку неперервного розподілу електричних зарядів вводиться поняття густини зарядів. При неперервному розподілі зарядів уздовж лінії вводять лінійну густину електричних зарядів
Де Δq – заряд
Якщо заряд неперервно розміщений по якійсь поверхні, то користуються поверхневою густиною зарядів
Де Δq – заряд ділянки поверхні, площа якої Δs.
Неперервний розподіл зарядів у будь-якому об’ємі характеризують об’ємною густиною зарядів
Де Δq – заряд об’єму ΔV.
Електростатичне поле однозначно визначене, якщо відомий вектор напруженості в кожній його точці. Це завдання можна розв’язати аналогічно, виражаючи залежність напруженості поля від координат у вигляді формул. Проте
Щоб за допомогою силових ліній можна було характеризувати електричні поля з кількісного боку, умовились проводити їх так, щоб кількість силових ліній, що проходять через одиницю поверхні, розміщеної перпендикулярно до них, чисельно дорівнювала напруженості поля. Там, де лінії густіші, напруженість більша і навпаки. На рис. 8.1 зображено плоскі перерізи електростатичних полів точкових зарядів, а на рис. 8.2 – електричне поле двох зарядів різних знаків. Лінії напруженості ніколи не перетинаються, оскільки у кожній точці поля вектор напруженості має тільки один напрям.
Рис. 8.1 Рис. 8.2
М. Фарадей був переконаний у реальному існуванні силових ліній електричного поля, які він уявляв як пружні нитки в ефірі. Насправді лінії електричного поля є тільки засобом наочного зображення електричного поля.
Силові лінії не слід ототожнювати з траєкторіями руху в електростатичному полі дуже легких заряджених тіл нескінченно малих розмірів. Траєкторія руху тіла характеризується властивістю, за якою в кожній її точці по дотичній до неї напрямлена швидкість тіла. По дотичній до силової лінії напрямлена сила, що діє на заряджене тіло, а отже, і на прискорення, з яким воно рухається. Заряджені тіла рухаються вздовж силових ліній тільки тоді, коли силові лінії прямолінійні, а початкові швидкості тіл збігаються за напрямом із силовими лініями або дорівнюють нулю.