і, що діють на заряди і, рівні за величиною і визначаються за формулою (15.1). В СІ маємо, де - електрична постійна, рівна,. Якщо заряди знаходяться в ідеально однорідної середовищі, то сила взаємодії між ними зменшується в раз, - відносна діелектрична проникність середовища. Тоді закон Кулона в СІ має вигляд
(15.2)
Якщо є система точкових зарядів, то сила, що діє на кожен з них, визначається як векторна сума сил, що діють на даний заряд з боку всіх інших зарядів системи. При цьому сила взаємодії даного заряду з якимось конкретним зарядом розраховується так, як ніби інших зарядів немає (принцип суперпозиції).
Напруженість електричного поля
Заряди, перебуваючи на деякій відстані один від іншого, взаємодіють. Ця взаємодія здійснюється за допомогою електричного поля (аналогічно на тіло масою діє сила, якщо воно знаходиться в полі тяжіння іншого тіла, наприклад, Землі). Наявність електричного поля можна виявити, поміщаючи в різні точки простору електричні заряди. Якщо на заряд, що знаходиться в даній точці, діє електрична сила, то це означає, що в даній точці простору існує електричне поле. Силовий характеристикою електричного поля служить напруженість.
Якщо на що знаходиться в деякій точці заряд діє сила, то напруженість електричного поля дорівнює:
, (15.3)
тобто напруженість електричного поля - це величина, що чисельно дорівнює силі, що діє на одиничний позитивний заряд, поміщений у дану точку поля (в СІ - на заряд 1 Кл), звідки найменування. Відзначимо, що поля насправді досліджуються за допомогою пробних зарядів, які повинні бути настільки малі, щоб внесення пробного заряду в досліджуване поле, створюване зарядженим тілом, не викликало в ньому перерозподіл заряду.
Якщо відома напруженість як функція координат,, то, згідно (15.3), можна визначити силу, що діє на точковий заряд, поміщений в деяку точку поля, за формулою
. (15.4а)
Якщо залежить від координат, то поле називається неоднорідним. Якщо вектор однаковий і по модулю, і по напрямку у всіх точках поля, то таке поле називається однорідним. Очевидно, що в однорідному електричному полі сила, що діє на заряджене тіло в будь-якій точці, постійна і дорівнює
. (15.4б)
Графічно електричні поля зображуються силовими лініями. Силова лінія - це лінія, дотична в кожній точці якої збігається з вектором напруженості електричного поля в цій точці.
Електричне поле точкового заряду
Нехай у точці О знаходиться точковий заряд (рис. 15.4). Навколо нього існує електричне поле. Для дослідження цього поля помістимо пробний заряд на відстані від нього.
Сила Кулона, що діє на заряд, дорівнює
.
З визначення (15.3) слід
, (15.5)
звідки
. (15.6)
Напруженість поля точкового заряду прямо пропорційна величині заряду і обернено пропорційна квадрату відстані від точкового заряду до досліджуваної точки.
Якщо поле створюється декількома зарядами, то напруженість електричного поля в даній точці визначається векторної сумою напруженостей полів, що створюються в цій точці кожним зарядом окремо. Причому поле кожного джерела вважається так, начебто інших джерел пол...
