Силовые линии электростатического поля

Мы не можем увидеть глазами электрическое поле. Мы не можем его пощупать или попробовать на вкус. Единственное, как мы можем определить наличие электрического поля это по воздействию на помещенные в него заряды.

Представление поля наглядно с помощью силовых линий

Однако для того, чтобы все-таки иметь возможность представить электрическое поле наглядно, можно зарисовать векторы напряженности поля в разных точках пространства.

Если же нарисовать линии, исходящие из источника поля и распространяющиеся по пространству, при этом касательные к линиям в любой точке будут направлены так же, как и векторы напряженности, то мы получим довольно четкую образную картину распределения поля в пространстве.

Такие линии называют силовыми линиями электрического поля. Иное их название линии напряженности электрического поля. По направлению силовых линий всегда можно определить направление вектора напряженности, а по их густоте где напряженность поля больше.

Следует понимать, что силовые линии нереальны, как и любые другие воображаемые объекты. Это лишь вспомогательный инструмент для наглядного представления картины напряженности поля.

Однако в ряде экспериментов силовые линии можно сделать видимыми.  Так же как и в случае с магнитным полем, при помощи которого можно распределить металлические опилки вдоль магнитных линий, так и частички изолятора в густой проводящей жидкости при помещении их внутрь электрического поля, выстроятся вдоль линий напряженности.

Электрическое поле в подавляющем большинстве своем неоднородно его интенсивность уменьшается при удалении от источника поля, а силовые линии расходятся в пространстве в разные стороны.

Однако поле может быть и однородным в некоторых случаях. Например, между двумя расположенными рядом, параллельными, разноименно заряженными пластинами силовые линии будут располагаться параллельно, а напряженность поля в каждой точке будет практически одинаковой. В таком случае поле называют однородным.

Следует помнить, что силовые линии электрического поля не замкнуты, они берут начало на положительных зарядах, а оканчиваются на отрицательных. Также силовые линии не пересекаются и не прерываются.

Напряжённость поля заряженного шара

В случае, когда мы имеем заряженный проводящий шар, то картина распределения силовых линий поля вокруг шара будет идентична картине распределения силовых линий вокруг точечного заряда.

Заряд равномерно распределяется по поверхности шара, а силовые линии направлены вдоль продолжений радиусов. Напряженность поля заряженного шара вне границ шара также совпадает с напряженностью поля точечного заряда, помещенного в центр сферы.

То есть, чтобы описать картину напряженности поля и силовых линий вокруг заряженного шара можно условно поместить в центр шара точку и нарисовать картину поля вокруг точки, но только вне границ шара. Внутри шара напряженность поля в каждой точке равна нулю.