Электрическое поле точечных зарядов
Рассчитаем электрическое поле, создаваемое одним точечным зарядом или двумя точечными зарядами, расположенными близко друг от друга. Напряженность Е на расстоянии r от точечного заряда. Поскольку сила взаимодействия между зарядом q и единичным пробным зарядом qпр равна F = kqqпр/r² и поскольку создаваемое зарядом q электрическое поле равно E =F/qпр,
то E=kq/r²
Напряженность Е, создаваемая двумя точечными зарядами, находящимися на небольшом расстоянии друг от друга. Точечные заряды могут быть одноименными (оба положительными или оба отрицательными) или разноименными. Заметьте, что напряженность электрического поля — это вектор, и поэтому поля, создаваемые двумя зарядами, должны складываться векторно. На рисунке показаны линии напряженности (линии электрического поля), создаваемые одноименными и разноименными зарядами, одинаковыми по модулю и расположенными близко друг от друга. Такая конфигурация называется диполем. Линии электрического поля определяют направление силы, действующей на положительный заряд, помещенный в любую точку в окрестности диполя. Эти линии, однако, не совпадают с путями, по которым стали бы двигаться пробные заряды, поскольку направление движения тела зависит как от силы, которая на него действует в каждый момент, так и от уже имевшейся у него скорости.
На приводимых ниже рисунках определяется напряженность электрического поля диполя в некоторых точках пространства — на прямой, проходящей через заряды, и на перпендикуляре, проходящем через середину отрезка, соединяющего заряды.
Обратите внимание, что напряженность поля диполя зависит от расстояния (от центра) в минус третьей степени.
Напряженность пропорциональна дипольному моменту, определяемому как р = 2аq. Дополнительный множитель в выражении изменяется от значения, равного единице, до двух, в зависимости от ориентации направления на точку относительно оси диполя.
Интересные научные игрушки
Автор Кл. Э. Суорц “Необыкновенная физика обыкновенных явлений”