电场强度是用来表示电场的强弱和方向的
物理量。放入电场中某点的电荷所受静电力跟它的电荷量比值,叫作该点的电场强度。常用E表示。
电场场强是放入电场中某点的电荷所受静电力F跟它的
电荷量比值,定义式E=F/q ,适用于一切电场;其中F为电场对
试探电荷的作用力,q为试探电荷的电荷量。
实验证明,在电场的同一点,
电场力的大小与试探电荷的电荷量的比值是恒定的,跟试探电荷的电荷量无关。它只与产生电场的电荷及试探电荷在电场中的具体位置有关,即比值反映电场自身的特性,因此我们用这一
比值来表示电场强度,简称
场强,通常用E表示。
电场强弱可由
试探电荷所受的力与试探点电荷带电量的比值确定。试探点电荷应该满足两个条件;(1)它的
线度必须小到可以被看作
点电荷,以便确定场中每点的性质;(2)它的
电量要足够小,使得由于它的置入不引起原有
电场的重新分布或对有源电场的影响可忽略不计。
牛(顿)每库(仑) ,在
国际单位制中,符号为N/C。如果1C的电荷在电场中的某点受到的
静电力是1N,这点的电场强度就是1N/C。电场强度的另一单位是伏(特)每米,符号是V/m,它与牛/库相等,即1V/m=1N/C。
场强是矢量,其方向为正的试验电荷受力的方向,其大小等于单位试验电荷所受的力。场强的空间分布可以用
电场线形象地图示。
电场强度遵从
场强叠加原理,即空间总的场强等于各电场单独存在时场强的矢量和,即场强叠加原理是实验规律,它表明各个电场都在独立地起作用,并不因存在其他电场而有所影响。以上叙述既适用于
静电场也适用于
有旋电场或由两者构成的普遍电场。电场强度的叠加遵循矢量合成的
平行四边形定则。电场强度叠加原理在解决实际问题中具有重要意义,例如在电磁学、电子工程等领域中的应用。通过应用叠加原理,可以更方便地分析和计算电场的问题,为相关领域的研究和应用提供了重要的理论基础。
一对平行平板电极之间的电场,各点的电场强度完全相同,这种电场叫做
匀强电场(如果极板尺寸比极板间距离大得多,那么极板边缘的电场不均匀部分,可不予以考虑)。一个带电球体周围的电场,各点的电场的电场强度都不同,这种电场叫做不均匀电场。
2.真空中点电荷场强公式:E=kQ/r2 其中E是电场强度,k是
静电力常量,Q是源电荷的电量,r是源电荷与试探电荷的距离。
5.无限长直线的电场强度:E=2kρ/r(ρ为电荷
线密度,r为与
直线距离)