Elektrické pole

Šablóna:Elektromagnetizmus Súbor:14. Електрични силови линии.ogv Elektrické pole je fyzikálne pole, v ktorom je veličinou poľa (čiže veličinou priradenou každému bodu poľa) intenzita elektrického poľa E. V nejakom bode existuje elektrické pole, ak v tomto bode pôsobí na elektricky nabité teleso určitá sila (F) nazývaná elektrická sila.

Existuje ako:

• elektrostatické pole (vytvorené nepohybujúcimi sa nábojmi), alebo ako
• pole vytvorené pohybujúcimi sa nábojmi
• elektromagnetické pole (vzniká len pri rýchlo sa meniacom magnetickom poli), pozri aj Maxwellova teória elektromagnetického poľa (Maxwellove rovnice).

Graficky sa znázorňuje elektrickými siločiarami (indukčnými čiarami).

Podobne ako magnetické pole, aj elektrické pole sa dá definovať pomocou sily, ktorú vytvára. Táto sa nazýva elektrická sila. V jednotkách SI je táto sila v najjednoduchšom prípade (vzorec vyplýva z Coulombovho zákona):

$𝐅=\frac{1}{4\pi {ϵ}_0}\frac{Q_1{Q}_2}{r^2}\widehat{𝐫}(1)$

kde

• F je Coulombova sila (to je najjednoduchší špeciálny prípad elektrickej sily)
• ${ϵ}_0$ je fyzikálna konštanta permitivita vákua;
• $Q_1$ a $Q_2$ sú elektrické náboje objektov;
• $r$ je veľkosť vektora vzdialenosti oboch objektov;
• $\hat{r}$ je jednotkový vektor vyjadrujúci smer od jedného náboja k druhému.

V sústave SI sa sila udáva v newtonoch, náboj v coulomboch a vzdialenosť v metroch. Preto má ${ϵ}_0$ ako jednotku C²/(N·m²).

Toto bolo empiricky známe. Teraz predpokladajme, že jeden náboj je pevný a druhý premiestnime na ine miesto. Podľa tejto rovnice je sila na premiestneny náboj úmerná jeho náboju. Elektrické pole je definované ako konštanta úmernosti medzi nábojom a silou:

$𝐅=Q𝐄$

$𝐄=\frac{1}{4\pi {ϵ}_0}\frac{Q^{\prime }}{r^2}\widehat{𝐫}$

Táto rovnica však platí len v elektrostatike, čiže ak sa nič nehýbe. Ak by sme si pozreli všeobecnejší prípad pohybujúcich sa nábojov, rovnica by sa zmenila na Lorentzovu rovnicu.