สนามไฟฟ้าที่มีความเข้มอยู่ที่แต่ละจุด ทิศทางของเวกเตอร์ความแรงของสนามไฟฟ้า สนามของทรงกลมที่มีประจุสม่ำเสมอ

กฎของคูลอมบ์:

โดยที่ F คือแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างประจุสองจุด q 1 และ q 2; r - ระยะห่างระหว่างประจุ  - ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของตัวกลาง;  0 - ค่าคงที่ทางไฟฟ้า

.

กฎการอนุรักษ์ประจุ:

,

ที่ไหน – ผลรวมเชิงพีชคณิตที่รวมอยู่ในระบบแยก n – จำนวนประจุ

ความแรงและศักยภาพของสนามไฟฟ้าสถิต:

;
, หรือ
,

ที่ไหน – แรงที่กระทำต่อจุดประจุบวก q 0 ที่จุดที่กำหนดในสนาม P – พลังงานประจุศักย์; A ∞ คืองานที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายประจุ q 0 จากจุดที่กำหนดในสนามไปยังระยะอนันต์

การไหลของเวกเตอร์แรงดึง สนามไฟฟ้า:

ก) ผ่านพื้นผิวที่กำหนดเอง S ที่วางอยู่ในสนามที่ไม่สม่ำเสมอ:

, หรือ
,

โดยที่  คือมุมระหว่างเวกเตอร์แรงดึง และปกติ ไปยังองค์ประกอบพื้นผิว dS – พื้นที่ขององค์ประกอบพื้นผิว E n – การฉายภาพของเวกเตอร์แรงดึงเข้าสู่เส้นปกติ

b) ผ่านพื้นผิวเรียบที่วางอยู่ในสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ:

.

การไหลของเวกเตอร์แรงดึง ผ่านพื้นผิวปิด -

(การบูรณาการจะดำเนินการทั่วทั้งพื้นผิว)

ทฤษฎีบทออสโตรกราดสกี-เกาส์ การไหลของเวกเตอร์ความเข้มผ่านพื้นผิวปิดใดๆ ที่ครอบคลุมประจุ q1, q2, …, qn, –

,

ที่ไหน – ผลรวมเชิงพีชคณิตของประจุที่อยู่ภายในพื้นผิวปิด n – จำนวนค่าธรรมเนียม

ความแรงของสนามไฟฟ้าสถิตที่สร้างขึ้นโดยจุดประจุ q ที่ระยะห่าง r จากประจุคือ –

.

ความแรงของสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยทรงกลมที่มีรัศมี R และมีประจุ q ที่ระยะ r จากศูนย์กลางของทรงกลมคือ:

ภายในทรงกลม (r R) E=0;

บนพื้นผิวทรงกลม (r=R)
;

นอกทรงกลม (r  R)
.

หลักการซ้อนทับ (การวางซ้อน) ของสนามไฟฟ้าสถิตตามความเข้ม สนามผลลัพธ์ที่สร้างขึ้นโดยประจุสองจุด (หรือมากกว่า) จะเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ (เรขาคณิต) ของจุดแข็งของสนามที่เพิ่ม แสดงโดยสูตร

ในกรณีสนามไฟฟ้าสองสนามที่มีความเข้ม และ ค่าสัมบูรณ์ของเวกเตอร์แรงดึงคือ

โดยที่  คือมุมระหว่างเวกเตอร์ และ .

ความแรงของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยด้าย (หรือทรงกระบอก) ที่มีประจุสม่ำเสมอและยาวเป็นอนันต์ที่ระยะห่าง r จากแกนคือ –

,

โดยที่  คือความหนาแน่นประจุเชิงเส้น

ความหนาแน่นประจุเชิงเส้นคือค่าเท่ากับอัตราส่วนต่อความยาวของเกลียว (กระบอกสูบ):

.

ความแรงของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยระนาบที่มีประจุสม่ำเสมออย่างไม่มีที่สิ้นสุดคือ –

,

โดยที่  คือความหนาแน่นประจุที่พื้นผิว

ความหนาแน่นประจุพื้นผิวคือค่าเท่ากับอัตราส่วนของประจุที่กระจายไปทั่วพื้นผิวต่อพื้นที่:

.

ความแรงของสนามที่สร้างขึ้นโดยระนาบอนันต์และขนานกันสองอัน มีประจุเท่ากันและแตกต่างกัน โดยมีค่าสัมบูรณ์เท่ากันของความหนาแน่นประจุที่พื้นผิว  (สนามของตัวเก็บประจุแบบแบน) –

.

สูตรข้างต้นใช้ได้เมื่อคำนวณความแรงของสนามระหว่างเพลตของตัวเก็บประจุแบบแบน (ในส่วนตรงกลาง) เฉพาะในกรณีที่ระยะห่างระหว่างเพลตน้อยกว่าขนาดเชิงเส้นของเพลตตัวเก็บประจุมาก

อคติทางไฟฟ้า เกี่ยวข้องกับความตึงเครียด ความสัมพันธ์ของสนามไฟฟ้า

,

ซึ่งใช้ได้กับไดอิเล็กตริกแบบไอโซโทรปิกเท่านั้น

ศักย์ของสนามไฟฟ้าคือปริมาณเท่ากับอัตราส่วนของพลังงานศักย์และประจุบวกจุดที่วาง ณ จุดที่กำหนดในสนาม:

.

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ศักย์ของสนามไฟฟ้าคือค่าเท่ากับอัตราส่วนของงานที่ทำโดยแรงสนามเพื่อย้ายประจุบวกจุดจากจุดที่กำหนดในสนามไปยังอนันต์จนถึงขนาดของประจุนี้:

.

ศักย์ของสนามไฟฟ้าที่ระยะอนันต์จะถือว่าตามอัตภาพเป็นศูนย์

ศักย์สนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยประจุจุด q เปิด

ระยะทาง r จากประจุ –

.

ศักย์ของสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยทรงกลมโลหะซึ่งมีรัศมี R และมีประจุ q ที่ระยะห่าง r จากศูนย์กลางของทรงกลมคือ:

ภายในทรงกลม (r  R)
;

บนพื้นผิวทรงกลม (r = R)
;

นอกทรงกลม (r  R)
.

ในสูตรทั้งหมดที่กำหนดสำหรับศักยภาพของทรงกลมมีประจุ  คือค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของไดอิเล็กตริกอนันต์ที่เป็นเนื้อเดียวกันที่อยู่รอบทรงกลม

ศักยภาพของสนามไฟฟ้าที่เกิดจากระบบประจุ n จุด ณ จุดที่กำหนดตามหลักการซ้อนทับของสนามไฟฟ้า เท่ากับผลรวมเชิงพีชคณิตของศักยภาพ
สร้างขึ้นจากการชาร์จแต้มของแต่ละบุคคล
:

.

พลังงาน W ของการโต้ตอบของระบบประจุแบบจุด
ถูกกำหนดโดยงานที่ระบบนี้สามารถทำได้เมื่อพวกมันเคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กันจนถึงอนันต์ และแสดงได้ด้วยสูตร

,

ที่ไหน - ศักย์สนามที่สร้างขึ้นโดยประจุทั้งหมด (n-1) (ยกเว้น i-th) ณ จุดที่ประจุตั้งอยู่ .

ศักย์สัมพันธ์กับความแรงของสนามไฟฟ้าโดยความสัมพันธ์

.

ในกรณีของสนามไฟฟ้าที่มีความสมมาตรทรงกลม ความสัมพันธ์นี้แสดงโดยสูตร

,

หรือในรูปแบบสเกลาร์

.

ในกรณีสนามเครื่องแบบคือ สนามซึ่งความแรงของแต่ละจุดจะเท่ากันทั้งในค่าสัมบูรณ์และในทิศทาง -

,

โดยที่  1 และ  2 เป็นศักยภาพของจุดของพื้นผิวที่มีศักย์เท่ากันสองจุด d คือระยะห่างระหว่างพื้นผิวเหล่านี้ตามแนวเส้นสนามไฟฟ้า

งานที่ทำโดยสนามไฟฟ้าเมื่อเคลื่อนที่จุดประจุ q จากจุดหนึ่งของสนามซึ่งมีศักย์  1 ไปยังอีกจุดหนึ่งซึ่งมีศักย์  2 เท่ากับ

, หรือ
,

ที่ไหน E – การฉายภาพเวกเตอร์ เกี่ยวกับทิศทางการเคลื่อนไหว
- ความเคลื่อนไหว.

ในกรณีของสนามที่เป็นเนื้อเดียวกัน สูตรสุดท้ายจะอยู่ในรูปแบบ

,

ที่ไหน – การกระจัด; - มุมระหว่างทิศทางของเวกเตอร์ และการเคลื่อนไหว .

ไดโพลคือระบบที่มีประจุสองจุด (เท่ากับค่าสัมบูรณ์และตรงข้ามกันในเครื่องหมาย) ซึ่งอยู่ห่างจากกัน

แรงบิดไฟฟ้า ไดโพลเป็นเวกเตอร์ที่ส่งจากประจุลบไปยังประจุบวก เท่ากับผลคูณของประจุ เป็นเวกเตอร์ ดึงจากประจุลบไปยังประจุบวกและเรียกว่าแขนไดโพลนั่นคือ

.

ไดโพลเรียกว่าไดโพลแบบจุดหากแขนของมัน น้อยกว่าระยะทางจากศูนย์กลางของไดโพลถึงจุดที่เราสนใจในการกระทำของไดโพลมาก (  r) ดูภาพประกอบ 1.

ความแรงของสนามของจุดไดโพล:

,

โดยที่ p คือโมเมนต์ไฟฟ้าของไดโพล r คือค่าสัมบูรณ์ของเวกเตอร์รัศมีที่ดึงจากจุดศูนย์กลางของไดโพลจนถึงจุดที่เราสนใจความแรงของสนามไฟฟ้า  - มุมระหว่างเวกเตอร์รัศมี และไหล่ ไดโพล

ความแรงของสนามของจุดไดโพลที่จุดที่วางอยู่บนแกนไดโพล

(=0) หาได้จากสูตร

;

ณ จุดที่ตั้งฉากกับแขนไดโพล ซึ่งสร้างขึ้นใหม่จากตรงกลาง
, – ตามสูตร

.

ศักย์สนามของไดโพลแบบจุด ณ จุดที่วางอยู่บนแกนไดโพล (=0) คือ

,

และ ณ จุดหนึ่งที่ตั้งฉากกับแขนไดโพล สร้างขึ้นใหม่จากตรงกลาง
, –

ความตึงและศักย์ไฟฟ้าของไดโพลแบบไม่มีจุดถูกกำหนดในลักษณะเดียวกับระบบประจุ

โมเมนต์เชิงกลที่กระทำต่อไดโพลที่มีโมเมนต์ไฟฟ้า p ซึ่งอยู่ในสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอซึ่งมีความเข้ม E คือ

, หรือ
,

โดยที่  คือมุมระหว่างทิศทางของเวกเตอร์ และ .

ความจุไฟฟ้าของตัวนำหรือตัวเก็บประจุแบบแยก –

,

โดยที่ q คือประจุที่จ่ายให้กับตัวนำ - การเปลี่ยนแปลงศักยภาพที่เกิดจากประจุนี้

ความจุไฟฟ้าของทรงกลมนำไฟฟ้าเดี่ยวที่มีรัศมี R ซึ่งอยู่ในตัวกลางอนันต์โดยมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริก , –

.

ถ้าทรงกลมกลวงและเต็มไปด้วยอิเล็กทริก ความจุไฟฟ้าของมันจะไม่เปลี่ยนแปลง

ความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุแบบแบน:

,

โดยที่ S คือพื้นที่ของแผ่นตัวเก็บประจุแต่ละแผ่น d - ระยะห่างระหว่างแผ่น;  คือค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของไดอิเล็กทริกที่เติมช่องว่างระหว่างแผ่น

ความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุแบบแบนที่เต็มไปด้วยอิเล็กทริก n ชั้นที่มีความหนา d i และค่าคงที่ไดอิเล็กทริก  i แต่ละตัว (ตัวเก็บประจุแบบชั้น) คือ

.

ความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุทรงกลม (ทรงกลมที่มีศูนย์กลางสองทรงกลมที่มีรัศมี R 1 และ R 2 ซึ่งเป็นช่องว่างระหว่างนั้นเต็มไปด้วยอิเล็กทริกที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริก) มีดังนี้:

.

ความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุต่อแบบอนุกรมคือ:

โดยทั่วไป -

,

โดยที่ n คือจำนวนตัวเก็บประจุ

ในกรณีของตัวเก็บประจุสองตัว -

;

.

ความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุที่ต่อแบบขนานถูกกำหนดดังนี้:

โดยทั่วไป -

С=С 1 +С 2 +…+С n;

ในกรณีของตัวเก็บประจุสองตัว -

ค=ค 1 +ค 2;

ในกรณีมีตัวเก็บประจุชนิดเดียวกัน n ตัวความจุไฟฟ้า C ตัวละ 1 ตัว –

พลังงานของตัวนำที่มีประจุแสดงในรูปของประจุ q, ศักย์ไฟฟ้า  และความจุไฟฟ้า C ของตัวนำดังนี้:

.

พลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุ –

,

โดยที่ q คือประจุของตัวเก็บประจุ C คือความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ U คือความต่างศักย์ระหว่างแผ่นของมัน

>>ฟิสิกส์: ความแรงของสนามไฟฟ้า หลักการซ้อนทับของสนาม

การยืนยันว่ามีสนามไฟฟ้านั้นไม่เพียงพอ มีความจำเป็นต้องแนะนำคุณลักษณะเชิงปริมาณของสาขานี้ หลังจากนี้สนามไฟฟ้าสามารถนำมาเปรียบเทียบกันและสามารถศึกษาคุณสมบัติของสนามไฟฟ้าต่อไปได้
สนามไฟฟ้าถูกตรวจจับโดยแรงที่กระทำต่อประจุ อาจเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าเรารู้ทุกสิ่งที่เราต้องการเกี่ยวกับสนามถ้าเรารู้แรงที่กระทำต่อประจุใดๆ ที่จุดใดๆ ในสนาม
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องแนะนำลักษณะของสนามซึ่งความรู้ที่จะช่วยให้เรากำหนดพลังนี้ได้
หากคุณสลับวางวัตถุที่มีประจุขนาดเล็กไว้ที่จุดเดียวกันในสนามและวัดแรง คุณจะพบว่าแรงที่กระทำต่อประจุจากสนามจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับประจุนี้ แท้จริงแล้ว ให้สนามถูกสร้างขึ้นโดยการชาร์จแบบจุด คำถามที่ 1- ตามกฎของคูลอมบ์ (14.2) ว่าด้วยข้อหา คำถามที่ 2มีแรงเป็นสัดส่วนกับประจุ คำถามที่ 2- ดังนั้นอัตราส่วนของแรงที่กระทำต่อประจุที่วาง ณ จุดที่กำหนดในสนามต่อประจุนี้สำหรับแต่ละจุดในสนามจึงไม่ขึ้นอยู่กับประจุและถือได้ว่าเป็นลักษณะของสนาม ลักษณะนี้เรียกว่าความแรงของสนามไฟฟ้า เช่นเดียวกับพลัง ความแรงของสนามแม่เหล็กก็คือ ปริมาณเวกเตอร์- มันเขียนแทนด้วยตัวอักษร หากประจุที่วางอยู่ในสนามจะแสดงด้วย ถามแทน คำถามที่ 2จากนั้นแรงดึงจะเท่ากับ:

ความแรงของสนามไฟฟ้า ณ จุดที่กำหนดจะเท่ากับอัตราส่วนของแรงที่สนามกระทำต่อประจุจุดที่วางไว้ ณ จุดนี้ต่อประจุนี้
ดังนั้นแรงที่กระทำต่อประจุ ถามจากด้านสนามไฟฟ้ามีค่าเท่ากับ:

ทิศทางของเวกเตอร์เกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของแรงที่กระทำต่อประจุบวก และอยู่ตรงข้ามกับทิศทางของแรงที่กระทำต่อประจุลบ
ความแรงของสนามประจุแบบจุดมาดูความแรงของสนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุแบบจุดกัน คิว 0- ตามกฎของคูลอมบ์ ประจุนี้จะกระทำกับประจุบวก ถามโดยมีแรงเท่ากับ

โมดูลัสความแรงของสนามประจุจุด คิว 0ในระยะไกล รมันเท่ากับ:

เวกเตอร์ความเข้มที่จุดใดๆ ของสนามไฟฟ้านั้นพุ่งไปตามเส้นตรงที่เชื่อมจุดนี้กับประจุ ( รูปที่ 14.7) และเกิดขึ้นพร้อมกับแรงที่กระทำต่อจุดประจุบวกที่วาง ณ จุดที่กำหนด

หลักการซ้อนทับของสนาม- หากมีแรงหลายแรงกระทำต่อวัตถุ ตามกฎของกลศาสตร์ แรงที่เกิดขึ้นจะเท่ากับผลรวมทางเรขาคณิตของแรงเหล่านี้:

ประจุไฟฟ้าถูกกระทำโดยแรงจากสนามไฟฟ้า หากเมื่อสนามจากหลายประจุถูกซ้อนทับ สนามเหล่านี้ไม่มีอิทธิพลต่อกัน แรงที่เกิดจากสนามทั้งหมดจะต้องเท่ากับผลรวมทางเรขาคณิตของแรงจากแต่ละสนาม ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่านี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในความเป็นจริง ซึ่งหมายความว่าจุดแข็งของสนามจะรวมกันในเชิงเรขาคณิต
ถ้า ณ จุดที่กำหนดในอวกาศ อนุภาคที่มีประจุต่างๆ จะสร้างสนามไฟฟ้าซึ่งมีจุดแข็ง ฯลฯ จากนั้นความแรงของสนามผลลัพธ์ ณ จุดนี้เท่ากับผลรวมของความแรงของสนามเหล่านี้:

ยิ่งไปกว่านั้น ความแรงของสนามที่สร้างขึ้นโดยประจุแต่ละอันจะถูกกำหนดราวกับว่าไม่มีประจุอื่นที่สร้างสนาม
ด้วยหลักการซ้อนทับ เพื่อค้นหาความแรงของสนามแม่เหล็กของระบบอนุภาคที่มีประจุที่จุดใดๆ ก็เพียงพอแล้วที่จะทราบนิพจน์ (14.9) สำหรับความแรงของสนามแม่เหล็กของประจุแบบจุด รูปที่ 14.8 แสดงให้เห็นว่าความแรงของสนามแม่เหล็กที่จุดใดถูกกำหนดอย่างไร กสร้างขึ้นจากประจุสองจุด คำถามที่ 1และ คิว 2 , คิว 1 >คิว 2

การแนะนำสนามไฟฟ้าช่วยให้เราสามารถแบ่งปัญหาในการคำนวณแรงปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคที่มีประจุออกเป็นสองส่วน ขั้นแรก ความแรงของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยประจุจะถูกคำนวณ จากนั้นแรงจะถูกกำหนดจากความแรงที่ทราบ การแบ่งปัญหาออกเป็นส่วนๆ มักจะทำให้การคำนวณแรงง่ายขึ้น

???
1. ความแรงของสนามไฟฟ้าเรียกว่าอะไร?
2. ความแรงของสนามของการชาร์จแบบจุดคืออะไร?
3. ความแรงของสนามประจุเป็นอย่างไร q 0 กำกับถ้า คิว 0>0 - ถ้า คิว 0<0 ?
4. หลักการของการทับซ้อนของสนามมีการกำหนดไว้อย่างไร?

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, ฟิสิกส์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10

เนื้อหาบทเรียน บันทึกบทเรียนสนับสนุนวิธีการเร่งความเร็วการนำเสนอบทเรียนแบบเฟรมเทคโนโลยีเชิงโต้ตอบ ฝึกฝน งานและแบบฝึกหัด การทดสอบตัวเอง เวิร์คช็อป การฝึกอบรม กรณีศึกษา ภารกิจ การบ้าน การอภิปราย คำถาม คำถามวาทศิลป์จากนักเรียน ภาพประกอบ เสียง คลิปวิดีโอ และมัลติมีเดียภาพถ่าย รูปภาพ กราฟิก ตาราง แผนภาพ อารมณ์ขัน เกร็ดเล็กเกร็ดน้อย เรื่องตลก การ์ตูน อุปมา คำพูด ปริศนาอักษรไขว้ คำพูด ส่วนเสริม บทคัดย่อบทความ เคล็ดลับสำหรับเปล ตำราเรียนขั้นพื้นฐาน และพจนานุกรมคำศัพท์เพิ่มเติมอื่นๆ การปรับปรุงตำราเรียนและบทเรียนแก้ไขข้อผิดพลาดในตำราเรียนอัปเดตชิ้นส่วนในตำราเรียน องค์ประกอบของนวัตกรรมในบทเรียน แทนที่ความรู้ที่ล้าสมัยด้วยความรู้ใหม่ สำหรับครูเท่านั้น บทเรียนที่สมบูรณ์แบบแผนปฏิทินสำหรับปี คำแนะนำด้านระเบียบวิธี บทเรียนบูรณาการ

หากคุณมีการแก้ไขหรือข้อเสนอแนะสำหรับบทเรียนนี้

ค่าไฟฟ้า อนุภาคมูลฐาน

ค่าไฟฟ้า ถาม - ปริมาณทางกายภาพที่กำหนดความเข้มของปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า

[q] = l Cl (คูลอมบ์)

อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอน นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนที่มีประจุบวกและนิวตรอนที่ไม่มีประจุ อิเล็กตรอนมีประจุลบ จำนวนอิเล็กตรอนในอะตอมเท่ากับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส ดังนั้นโดยรวมแล้วอะตอมจึงเป็นกลาง

ข้อหาของร่างกายใด ๆ : q = ±Neโดยที่ e = 1.6*10 -19 C คือประจุเบื้องต้นหรือประจุขั้นต่ำที่เป็นไปได้ (ประจุอิเล็กตรอน) เอ็น- จำนวนอิเล็กตรอนส่วนเกินหรือหายไป ในระบบปิด ผลรวมเชิงพีชคณิตของประจุจะคงที่:

คิว 1 + คิว 2 + … + คิว n = const

ประจุไฟฟ้าแบบจุดคือวัตถุที่มีประจุซึ่งมีขนาดน้อยกว่าระยะทางไปยังวัตถุไฟฟ้าอื่นที่มีปฏิสัมพันธ์กับวัตถุนั้นหลายเท่า

กฎของคูลอมบ์

ประจุไฟฟ้าจุดที่นิ่งสองประจุในสุญญากาศจะมีปฏิกิริยากับแรงที่พุ่งไปตามแนวเส้นตรงที่เชื่อมประจุเหล่านี้ โมดูลัสของแรงเหล่านี้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของประจุและเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างพวกมัน:

ปัจจัยสัดส่วน

ค่าคงที่ทางไฟฟ้าอยู่ที่ไหน

โดยที่ 12 คือแรงที่กระทำจากประจุที่สองในประจุแรกและ 21 - จากประจุแรกในวินาที

สนามไฟฟ้า. ความเครียด

ข้อเท็จจริงของอันตรกิริยาของประจุไฟฟ้าในระยะไกลสามารถอธิบายได้ด้วยการมีสนามไฟฟ้าอยู่รอบตัวซึ่งเป็นวัตถุวัตถุที่ต่อเนื่องในอวกาศและสามารถกระทำต่อประจุอื่นได้

สนามของประจุไฟฟ้าที่อยู่นิ่งเรียกว่าไฟฟ้าสถิต

ลักษณะของสนามคือความเข้มของมัน

ความแรงของสนามไฟฟ้า ณ จุดที่กำหนดเป็นเวกเตอร์ที่มีขนาดเท่ากับอัตราส่วนของแรงที่กระทำต่อประจุบวกจุดต่อขนาดของประจุนี้ และทิศทางเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของแรง

ความแรงของสนามประจุแบบจุด ถามในระยะไกล รเท่ากับ

หลักการซ้อนทับของสนาม

ความแรงของสนามไฟฟ้าของระบบประจุเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของความแรงของสนามของประจุแต่ละประจุในระบบ:

การอนุญาตสภาพแวดล้อมเท่ากับอัตราส่วนของความแรงของสนามแม่เหล็กในสุญญากาศและในสสาร:

มันแสดงให้เห็นว่าสารทำให้สนามอ่อนแอลงกี่ครั้ง กฎของคูลอมบ์สำหรับประจุสองจุด ถามและ ถามซึ่งตั้งอยู่ห่างไกล รในตัวกลางที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริก:

ความแรงของสนามในระยะไกล รจากการชาร์จ ถามเท่ากับ

พลังงานศักย์ของวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าในสนามไฟฟ้าสถิตที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ระหว่างแผ่นใหญ่สองแผ่นที่มีป้ายตรงข้ามและขนานกัน เราจะวางประจุแบบจุด ถาม.

เนื่องจากสนามไฟฟ้าระหว่างแผ่นเปลือกโลกมีความเข้มสม่ำเสมอ แรงจะกระทำต่อประจุทุกจุด ฉ = คิวอีซึ่งเมื่อเคลื่อนที่ประจุไปเป็นระยะทางไกลก็จะได้ผล

งานนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับรูปร่างของวิถีนั่นคือเมื่อประจุเคลื่อนที่ ถามตามเส้นที่กำหนด ลงานก็จะเหมือนเดิม

การทำงานของสนามไฟฟ้าสถิตในการเคลื่อนย้ายประจุไม่ได้ขึ้นอยู่กับรูปร่างของวิถีการเคลื่อนที่ แต่จะถูกกำหนดโดยสถานะเริ่มต้นและขั้นสุดท้ายของระบบเท่านั้น เช่นเดียวกับในกรณีของสนามแรงโน้มถ่วง เท่ากับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์ โดยมีเครื่องหมายตรงกันข้าม:

จากการเปรียบเทียบกับสูตรก่อนหน้านี้ เห็นได้ชัดว่าพลังงานศักย์ของประจุในสนามไฟฟ้าสถิตสม่ำเสมอมีค่าเท่ากับ:

พลังงานศักย์ขึ้นอยู่กับการเลือกระดับศูนย์ จึงไม่มีความหมายลึกซึ้งในตัวเอง

ศักย์ไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าของสนามไฟฟ้า

ศักยภาพเป็นสนามที่การดำเนินการเมื่อเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งของสนามไปยังอีกจุดหนึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับรูปร่างของวิถี สนามศักย์คือสนามแรงโน้มถ่วงและสนามไฟฟ้าสถิต

งานที่ทำโดยสนามศักย์นั้นเท่ากับการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์ของระบบโดยมีเครื่องหมายตรงกันข้าม:

ศักยภาพ- อัตราส่วนของพลังงานศักย์ของประจุในสนามต่อขนาดของประจุนี้:

ศักย์สนามสม่ำเสมอเท่ากับ

ที่ไหน ง- ระยะทางวัดจากระดับศูนย์บางระดับ

พลังงานศักย์ของการโต้ตอบประจุ ถามโดยที่สนามมีค่าเท่ากับ

ดังนั้นงานภาคสนามในการเคลื่อนย้ายประจุจากจุดที่มีศักยภาพ φ 1 ไปยังจุดที่มีศักยภาพ φ 2 คือ:

ปริมาณนี้เรียกว่าความต่างศักย์หรือแรงดัน

แรงดันไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดคืออัตราส่วนของงานที่ทำโดยสนามไฟฟ้าเพื่อย้ายประจุจากจุดเริ่มต้นไปยังจุดสุดท้ายจนถึงขนาดของประจุนี้:

[U]=1J/C=1V

ความแข็งแกร่งของสนามและความแตกต่างที่เป็นไปได้

เมื่อทำการเคลื่อนย้ายประจุ ถามตามแนวเส้นความเข้มของสนามไฟฟ้าที่ระยะห่าง Δ d สนามใช้งานได้

เนื่องจากตามคำจำกัดความ เราได้:

ดังนั้นความแรงของสนามไฟฟ้าจึงเท่ากับ

ดังนั้นความแรงของสนามไฟฟ้าจึงเท่ากับการเปลี่ยนแปลงศักย์เมื่อเคลื่อนที่ไปตามเส้นสนามต่อความยาวหน่วย

หากประจุบวกเคลื่อนที่ไปในทิศทางของเส้นสนาม ทิศทางของแรงจะสอดคล้องกับทิศทางการเคลื่อนที่ และการทำงานของสนามจะเป็นค่าบวก:

นั่นคือความตึงเครียดมุ่งไปสู่ศักยภาพที่ลดลง

แรงดันไฟฟ้าวัดเป็นโวลต์ต่อเมตร:

[E]=1 B/ม

ความแรงของสนามไฟฟ้าคือ 1 V/m หากแรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดของสายไฟซึ่งอยู่ที่ระยะ 1 ม. คือ 1 V

ความจุไฟฟ้า

ถ้าเราวัดค่าใช้จ่ายอย่างอิสระ ถามสื่อสารกับร่างกายและศักยภาพ φ ของมัน เราจะพบว่าพวกมันเป็นสัดส่วนโดยตรงต่อกัน:

ค่า C แสดงถึงความสามารถของตัวนำในการสะสมประจุไฟฟ้า และเรียกว่าความจุไฟฟ้า ความจุไฟฟ้าของตัวนำขึ้นอยู่กับขนาด รูปร่าง และคุณสมบัติทางไฟฟ้าของตัวกลาง

ความจุไฟฟ้าของตัวนำสองตัวคืออัตราส่วนของประจุของตัวนำตัวใดตัวหนึ่งต่อความต่างศักย์ระหว่างตัวนำทั้งสอง:

ความสามารถของร่างกายก็คือ 1 ฟถ้าให้ประจุ 1 C ก็จะได้ศักย์ไฟฟ้า 1 V

ตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุ- ตัวนำสองตัวคั่นด้วยอิเล็กทริกซึ่งทำหน้าที่สะสมประจุไฟฟ้า ประจุของตัวเก็บประจุนั้นเข้าใจว่าเป็นโมดูลัสประจุของเพลตหรือเพลตตัวใดตัวหนึ่ง

ความสามารถของตัวเก็บประจุในการสะสมประจุนั้นมีลักษณะเฉพาะคือความจุไฟฟ้าซึ่งเท่ากับอัตราส่วนของประจุของตัวเก็บประจุต่อแรงดันไฟฟ้า:

ความจุของตัวเก็บประจุคือ 1 F ถ้าที่แรงดันไฟฟ้า 1 V ประจุของมันคือ 1 C

ความจุของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับพื้นที่ของแผ่น สค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของตัวกลาง และเป็นสัดส่วนผกผันกับระยะห่างระหว่างแผ่นเปลือกโลก ง:

พลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุ

การทดลองที่แม่นยำแสดงให้เห็นว่า ก=จุฬาฯ 2 /2

เพราะ คิว = จุฬาฯ, ที่

ความหนาแน่นของพลังงานสนามไฟฟ้า

ที่ไหน วี = เอสดีคือปริมาตรที่สนามภายในตัวเก็บประจุครอบครอง เมื่อพิจารณาว่าความจุของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน

และแรงดันไฟฟ้าบนจาน ยู=เอ็ด

เราได้รับ:

ตัวอย่าง.อิเล็กตรอนซึ่งเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าจากจุดที่ 1 ถึงจุดที่ 2 ได้เพิ่มความเร็วจาก 1,000 เป็น 3,000 กม./วินาที กำหนดความต่างศักย์ระหว่างจุดที่ 1 และ 2

แรงดันไฟฟ้าหมายถึงงานที่ทำโดยสนามไฟฟ้าเพื่อเคลื่อนย้ายประจุ 1 C (คูลอมบ์) จากจุดหนึ่งของตัวนำไปยังอีกจุดหนึ่ง

ความตึงเครียดเกิดขึ้นได้อย่างไร?

สสารทั้งหมดประกอบด้วยอะตอมซึ่งเป็นนิวเคลียสที่มีประจุบวกซึ่งมีอิเล็กตรอนเชิงลบที่มีขนาดเล็กกว่าเป็นวงกลมด้วยความเร็วสูง โดยทั่วไปอะตอมจะเป็นกลางเนื่องจากจำนวนอิเล็กตรอนตรงกับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส

อย่างไรก็ตาม หากอิเล็กตรอนจำนวนหนึ่งถูกดึงออกจากอะตอม พวกมันก็จะมีแนวโน้มที่จะดึงดูดจำนวนเดียวกัน ทำให้เกิดสนามบวกรอบตัวพวกมัน หากคุณเพิ่มอิเล็กตรอน ส่วนเกินจะปรากฏขึ้นและสนามลบจะปรากฏขึ้น ศักยภาพเกิดขึ้นทั้งบวกและลบ

เมื่อมีปฏิสัมพันธ์กันก็จะเกิดแรงดึงดูดระหว่างกัน

ยิ่งความแตกต่างมากขึ้น - ความต่างศักย์ - ยิ่งอิเล็กตรอนจากวัสดุที่มีเนื้อหามากเกินไปจะถูกดึงไปยังวัสดุที่มีข้อบกพร่องมากขึ้นเท่านั้น สนามไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งแรงขึ้น

หากคุณเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้ากับประจุของตัวนำที่แตกต่างกัน กระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้น - การเคลื่อนที่โดยตรงของตัวพาประจุซึ่งพยายามกำจัดความแตกต่างในศักย์ไฟฟ้า ในการเคลื่อนย้ายประจุไปตามตัวนำ แรงของสนามไฟฟ้าจะทำงานซึ่งมีคุณลักษณะเฉพาะตามแนวคิดของแรงดันไฟฟ้า

มันวัดจากอะไร?

อุณหภูมิ;

ประเภทของแรงดันไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้าคงที่

แรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายไฟฟ้าจะคงที่เมื่อมีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกที่ด้านหนึ่งเสมอและมีศักย์ไฟฟ้าเป็นลบที่อีกด้านหนึ่ง ไฟฟ้าในกรณีนี้มีทิศทางเดียวและคงที่

แรงดันไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงถูกกำหนดให้เป็นความต่างศักย์ที่ปลาย

เมื่อเชื่อมต่อโหลดเข้ากับวงจร DC สิ่งสำคัญคืออย่าให้หน้าสัมผัสปะปนกัน มิฉะนั้นอุปกรณ์อาจทำงานล้มเหลว ตัวอย่างคลาสสิกของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าคงที่คือแบตเตอรี่ เครือข่ายจะใช้เมื่อไม่จำเป็นต้องส่งพลังงานในระยะทางไกล: ในการขนส่งทุกประเภท - ตั้งแต่รถจักรยานยนต์ไปจนถึงยานอวกาศ ในอุปกรณ์ทางทหาร การผลิตไฟฟ้าและโทรคมนาคม สำหรับการจ่ายไฟฉุกเฉิน ในอุตสาหกรรม (อิเล็กโทรไลซิส การถลุงในเตาอาร์คไฟฟ้า ฯลฯ)

แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ

หากคุณเปลี่ยนขั้วของศักย์ไฟฟ้าเป็นระยะหรือเคลื่อนย้ายไปในอวกาศไฟฟ้าจะพุ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม จำนวนการเปลี่ยนแปลงทิศทางดังกล่าวในช่วงเวลาหนึ่งจะแสดงด้วยคุณลักษณะที่เรียกว่าความถี่ ตัวอย่างเช่น มาตรฐาน 50 หมายความว่าขั้วของแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายเปลี่ยนแปลง 50 ครั้งต่อวินาที

แรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับเป็นฟังก์ชันเวลา

กฎการสั่นแบบไซนูซอยด์มักใช้บ่อยที่สุด

สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากสิ่งที่เกิดขึ้นในขดลวดของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเนื่องจากการหมุนของแม่เหล็กไฟฟ้ารอบ ๆ หากคุณขยายการหมุนตามเวลา คุณจะได้ไซนูซอยด์

ประกอบด้วยสายไฟสี่เส้น - สามเฟสและหนึ่งสายที่เป็นกลาง แรงดันไฟฟ้าระหว่างสายกลางและสายเฟสคือ 220 V และเรียกว่าเฟส ระหว่างแรงดันไฟฟ้าเฟสยังมีอยู่ เรียกว่าเชิงเส้นและเท่ากับ 380 V (ความต่างศักย์ระหว่างสายไฟสองเฟส) ขึ้นอยู่กับประเภทของการเชื่อมต่อในเครือข่ายสามเฟส คุณสามารถรับแรงดันไฟฟ้าเฟสหรือแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นได้

อันตรกิริยาระหว่างประจุที่อยู่นิ่งเกิดขึ้นผ่านสนามไฟฟ้า

ประจุใด ๆ จะเปลี่ยนคุณสมบัติของพื้นที่โดยรอบ - สร้างสนามไฟฟ้าในนั้น สนามนี้แสดงให้เห็นความจริงที่ว่าประจุไฟฟ้าที่วาง ณ จุดใด ๆ อยู่ภายใต้อิทธิพลของแรง ดังนั้น เพื่อที่จะค้นหาว่ามีสนามไฟฟ้าในสถานที่ที่กำหนดหรือไม่ คุณจะต้องวางวัตถุที่มีประจุไว้ที่นั่น (ในอนาคต เพื่อความกระชับ เราจะเรียกว่าประจุ) และพิจารณาว่าวัตถุนั้นประสบกับการกระทำของ แรงไฟฟ้าหรือไม่. ด้วยขนาดของแรงที่กระทำต่อประจุที่กำหนด เราสามารถตัดสิน "ความเข้ม" ของสนามได้อย่างชัดเจน

ดังนั้น ในการตรวจจับและศึกษาสนามไฟฟ้า คุณจำเป็นต้องใช้ประจุ "ทดสอบ" เพื่อให้แรงที่กระทำต่อประจุทดสอบระบุลักษณะของสนาม " ณ จุดที่กำหนด" ประจุทดสอบจะต้องเป็นประจุแบบจุด มิฉะนั้น แรงที่กระทำต่อประจุจะกำหนดลักษณะของคุณสมบัติของสนามโดยเฉลี่ยเหนือปริมาตรที่วัตถุครอบครองซึ่งประจุทดสอบ

ด้วยการใช้ประจุทดสอบแบบจุด เราจะตรวจสอบสนามที่สร้างขึ้นโดยประจุแบบจุดที่อยู่นิ่ง เมื่อวางประจุทดสอบไว้ที่จุดหนึ่ง ตำแหน่งที่สัมพันธ์กับประจุ q จะถูกกำหนดโดยเวกเตอร์รัศมี (รูปที่ 5.1) เราจะพบว่าประจุทดสอบนั้นกระทำโดยแรง

(ดู (2.2) และ (4.1)) นี่คือเวกเตอร์หน่วยของเวกเตอร์รัศมี

จากสูตร (5.1) แรงที่กระทำต่อประจุทดสอบไม่เพียงขึ้นอยู่กับปริมาณที่กำหนดสนามแม่เหล็ก (จาก q และ ) เท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับขนาดของประจุทดสอบด้วย หากเราใช้ประจุทดสอบที่มีขนาดต่างกัน ฯลฯ แรงที่พวกเขาประสบ ณ จุดที่กำหนดในสนามก็จะแตกต่างออกไป อย่างไรก็ตาม จาก (5.1) เป็นที่ชัดเจนว่าอัตราส่วนของประจุทดสอบทั้งหมดจะเท่ากันและขึ้นอยู่กับค่าของ q และ เท่านั้น ซึ่งเป็นตัวกำหนดสนาม ณ จุดที่กำหนด ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะยอมรับอัตราส่วนนี้เป็นปริมาณที่แสดงลักษณะของสนามไฟฟ้า:

ปริมาณเวกเตอร์นี้เรียกว่าความแรงของสนามไฟฟ้าที่จุดที่กำหนด (นั่นคือ ณ จุดที่ประจุทดสอบประสบกับแรง F)

ตามสูตร (5.2) ความแรงของสนามไฟฟ้าจะเท่ากับตัวเลขของแรงที่กระทำต่อประจุต่อหน่วยซึ่งอยู่ที่จุดที่กำหนดในสนาม ทิศทางของเวกเตอร์ E เกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของแรงที่กระทำต่อประจุบวก

โปรดทราบว่าสูตร (5.2) ยังคงใช้ได้แม้ว่าประจุลบจะถือเป็นประจุทดสอบก็ตาม ในกรณีนี้ เวกเตอร์ E และ F มีทิศทางตรงกันข้าม

เรามาถึงแนวคิดเรื่องความแรงของสนามไฟฟ้าโดยการศึกษาสนามของประจุแบบจุดที่อยู่นิ่ง อย่างไรก็ตาม คำจำกัดความ (5.2) ยังครอบคลุมถึงกรณีของสนามที่สร้างขึ้นจากการเก็บประจุเครื่องเขียนด้วย อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ จำเป็นต้องมีการชี้แจงดังต่อไปนี้ อาจเกิดขึ้นได้ว่าตำแหน่งของประจุที่กำหนดสาขาที่กำลังศึกษาเปลี่ยนแปลงไปภายใต้อิทธิพลของประจุทดสอบ สิ่งนี้จะเกิดขึ้น เช่น เมื่อประจุที่สร้างสนามตั้งอยู่บนตัวนำและสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระภายในขอบเขตของมัน ดังนั้น เพื่อไม่ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดเจนในสาขาที่กำลังศึกษา ค่าของประจุทดสอบจะต้องค่อนข้างเล็ก

จากสูตร (5.2) และ (5.1) ตามมาว่าความแรงของสนามไฟฟ้าของจุดประจุเป็นสัดส่วนกับขนาดของประจุ q และแปรผกผันกับกำลังสองของระยะทางจากประจุถึงจุดสนามที่กำหนด:

เวกเตอร์ E ถูกกำหนดทิศทางตามแนวเส้นตรงในรัศมีที่ผ่านประจุและจุดสนามที่กำหนด จากประจุหากเป็นบวก และไปยังประจุหากเป็นลบ

ในระบบเกาส์เซียน สูตรสำหรับความแรงของสนามของจุดประจุในสุญญากาศจะมีรูปแบบดังนี้

หน่วยของความแรงของสนามไฟฟ้าถือเป็นความเข้ม ณ จุดที่ประจุเท่ากับ 1 (1 C ใน SI, 1 SGSE - หน่วยประจุในระบบเกาส์เซียน) กระทำโดยแรงที่มีขนาดเท่ากัน เท่ากับหนึ่ง (1 N ใน SI, 1 dyne ในระบบ Gaussian) ในระบบเกาส์เซียน หน่วยนี้ไม่มีชื่อพิเศษ ใน SI หน่วยของความแรงของสนามไฟฟ้าเรียกว่า โวลต์ต่อเมตร และถูกกำหนดให้เป็น V/m (ดูสูตร (8.5))

ความตึงเครียดเดียวกันในระบบเกาส์เซียนมีค่าเท่ากับ

เมื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์ทั้งสองเราจะพบว่า

ตาม (5.2) แรงที่กระทำต่อประจุทดสอบมีค่าเท่ากับ

เห็นได้ชัดว่าสำหรับประจุจุดใดๆ q 1 ที่จุดสนามที่มีความเข้ม E จะมีแรงเกิดขึ้น

ถ้าประจุ q เป็นบวก ทิศทางของแรงจะตรงกับทิศทางของเวกเตอร์ E ในกรณีของประจุลบ q ทิศทางของเวกเตอร์ F h E จะตรงกันข้าม

ใน § 2 ระบุว่าแรงซึ่งระบบประจุกระทำต่อประจุบางประจุที่ไม่รวมอยู่ในระบบจะเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของแรงที่แต่ละประจุของระบบกระทำต่อประจุที่กำหนดแยกกัน (ดู สูตร (2.4)) ความแรงของสนามไฟฟ้าของระบบประจุจะเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของความแรงของสนามไฟฟ้าที่จะถูกสร้างขึ้นโดยประจุแต่ละประจุของระบบแยกจากกัน:

ข้อความสุดท้ายเรียกว่าหลักการของการซ้อนทับ (การวางซ้อน) ของสนามไฟฟ้า

หลักการของการซ้อนทับช่วยให้เราคำนวณความแรงของสนามไฟฟ้าของระบบประจุใดๆ ได้ โดยการแบ่งประจุขยายออกเป็นเศษส่วนเล็กๆ dq เพียงพอ ระบบประจุใดๆ ก็สามารถลดลงเหลือประจุสะสมจุดได้ การมีส่วนร่วมของค่าธรรมเนียมแต่ละรายการในฟิลด์ผลลัพธ์จะคำนวณโดยใช้สูตร (5.3)

สนามไฟฟ้าสามารถอธิบายได้โดยการระบุขนาดและทิศทางของเวกเตอร์ E สำหรับแต่ละจุด ผลรวมของเวกเตอร์เหล่านี้ทำให้เกิดสนามของเวกเตอร์ความแรงของสนามไฟฟ้า (เทียบกับสนามของเวกเตอร์ความเร็ว เล่ม 1, § 72 ). สนามเวกเตอร์ความเร็วสามารถแสดงได้อย่างชัดเจนมากโดยใช้เส้นเพรียวลม ในทำนองเดียวกัน สนามไฟฟ้าสามารถอธิบายได้โดยใช้เส้นตึง ซึ่งเราจะเรียกสั้นๆ ว่าเส้น E (เรียกอีกอย่างว่าเส้นสนาม) เส้นแรงดึงถูกลากในลักษณะที่เส้นสัมผัสกันที่แต่ละจุดเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของเวกเตอร์ E

เลือกความหนาแน่นของเส้นเพื่อให้จำนวนเส้นที่เจาะหน่วยของพื้นผิวที่ตั้งฉากกับเส้นของไซต์เท่ากับค่าตัวเลขของเวกเตอร์ E จากนั้น จากรูปแบบของเส้นแรงดึง เราสามารถตัดสินทิศทางและ ขนาดของเวกเตอร์ E ที่จุดต่าง ๆ ในอวกาศ (รูปที่ 5.2)

เส้น E ของสนามประจุแบบจุดคือเซตของเส้นตรงรัศมีที่พุ่งจากประจุหากเป็นบวก และไปยังประจุหากเป็นลบ (รูปที่ 5.3) เส้นจะวางอยู่บนประจุที่ปลายด้านหนึ่ง และไปสิ้นสุดที่ปลายอีกด้านหนึ่ง ในความเป็นจริง จำนวนเส้นทั้งหมดที่ตัดกับพื้นผิวทรงกลมที่มีรัศมีใดก็ได้จะเท่ากับผลคูณของความหนาแน่นของเส้นและพื้นผิวของทรงกลม ตามเงื่อนไขความหนาแน่นของเส้นจะเท่ากันดังนั้นจำนวนเส้นจึงเท่ากันผลลัพธ์ที่ได้หมายความว่าจำนวนเส้นที่ระยะห่างจากประจุจะเท่ากัน

ดังนั้นเส้นดังกล่าวจะไม่เริ่มต้นหรือสิ้นสุดที่ใดก็ได้ยกเว้นประจุ พวกเขาเริ่มต้นจากประจุไปที่อนันต์ (ประจุเป็นบวก) หรือมาจากอนันต์สิ้นสุดที่ประจุ (ประจุเป็นลบ) คุณสมบัติของเส้น E นี้พบได้ทั่วไปในสนามไฟฟ้าสถิตทั้งหมด กล่าวคือ สนามที่สร้างขึ้นโดยระบบประจุที่อยู่นิ่งใดๆ เส้นแรงดึงสามารถเริ่มต้นหรือสิ้นสุดได้เฉพาะประจุหรือไปยังระยะอนันต์เท่านั้น