Изучение электростатического поля с помощью электролитической ванны. Баландина Л.И - 3 стр.

Графическое изображение электростатических полей
Для графического изображения электростатических полей используются силовые линии и эк-
випотенциальные поверхности.
Силовая линия электростатического поля - это линия, проведенная таким образом, что вектор
напряженности поля в каждой точке линии направлен по касательной. Силовым линиям припи-
сывается такое же направление, как и вектору напряженности. Силовые линии начинаются на
положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах (свободных и связанных) и нигде
не пересекаются.
Эквипотенциальная поверхность - это поверхность, все точки которой имеют одинаковый по-
                 !
тенциал. Вектор E в каждой точке эквипотенциальной поверхности направлен по нормали к
ней.
При изображении электростатического поля с помощью силовых линий и эквипотенциальных
поверхностей последние обычно проводятся так, чтобы разность потенциалов между двумя со-
седними поверхностями была всюду одинаковой. В этом случае по густоте
эквипотенциальных поверхностей и силовых линий можно судить о численном значении на-
пряженности поля в каких-либо его точках. На рис.1 в качестве примера показаны эквипотен-
циальные поверхности, и силовые линии полей, создаваемых заряженной сферой (рис. 1,а) и
возникающих между двумя заряженными проводящими электродами произвольной формы
(рис, 1,б).
Имея картину силовых линий электростатического поля, можно построить эквипотенциальные
поверхности, и, наоборот, но известной картине эквипотенциальных поверхностей можно по-
строить силовые линии поля. В данной работе силовые линии поля строятся по эквипотенци-
альным линиям (линиям пересечения эквипотенциальных поверхностей с плоскостью чертежа).


                         E



                         φ1     φ2                                    N



                                                                           E
                                                                      M


                    a                                             б

                                              Рис.1
Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля
                      !
Зная напряженность E электростатического поля в каждой его точке, разность потенциалов
φ1-φ2 между 1-й и 2-й точками этого поля можно вычислить следующим образом:
                                              (
                                            ! !
                                                      )
                              ϕ 1 − ϕ 2 = ∫ E, d l = ∫ E l dl                       (14)
                                          L               L
Здесь интегрирование ведется (в силу потенциальности электростатического поля) вдоль любой
линии L, соединяющей 1-ю и 2-ю точки.
                                                                            !
Если известно значение потенциала в любой точке поля, то напряженность его E в какой-либо
точке этого поля можно определить из соотношения