Постоянное электрическое поле (электростатическое поле)

Постоянное (не изменяющееся во времени) электриче­ское поле создается распределением неподвижных заря­дов. Силовые линии начинаются на положительных и окан­чиваются на отрицательных зарядах.

Существование поля проявляется в том, что на заряженные частицы действует сила, которая может быть измерена. Ра­бота, совершаемая этой силой при перемещении заряда из одной точки пространства в другую, зависит только от рас­положения этих точек и не зависит от пути перемещения.

Если распределение зарядов и тока не меняется во времени, то создаваемое им электромагнитное поле также не будет меняться. Электрическое поле полностью описывается двумя первыми уравнениями Максвелла, ко­торые приобретают вид:

1) ∮_SE̅ × n̅ • dS = (1 / ε₀) • Σ_iq_i,

2) ∮_SE̅ × dl̅ = 0.

Силовые линии поля позволяют судить не только о на­правлении вектора напряженности в каждой точке про­странства, но и о величине напряженности.  

Трубка, образованная силовыми линиями поля

Рассмотрим тонкую трубку в пустоте, боковая поверхность которой образована силовыми линиями. Два сечения этой трубки и поверхность трубки между ними образуют замк­нутую поверхность, к которой применимо первое уравне­ние. При условии, что внутри поверхности нет зарядов, по­лучим из первого уравнения Максвелла:

∮_SE̅ × n̅ • dS = E̅₁ × n̅₁S₁ + E̅₂ × n̅₂S₂ = E₂S₂ –E₁S₁ = 0.

Произведение модуля напряженности поля в некоторой точке внутри трубки, образованной силовыми линиями в пустоте, на площадь сечения трубки в этой точке не меня­ется вдоль трубки.

Если трубка расширяется, величина напряженности поля падает, и наоборот. Материал с сайта http://worldof.school

Если в некоторой ограни­ченной области простран­ства заключен поло­жительный заряд, то силовые линии поля вы­ходят из этой области и, если никаких других за­рядов больше нет, уходят на бесконечность. При­чем на достаточно боль­шом расстоянии от заря­да силовые линии будут ортогональны сферичес­ким поверхностям, в цен­тре которых находится заряд. Если в другой об­ласти присутствует отри­цательный заряд такой же величины, то все ли­нии, вышедшие из первой области, войдут в замкну­тую поверхность, внутри которой находится отри­цательный заряд. Если знаки зарядов поменять, картина силовых линий останется прежней, но их направление изме­нится.