Co to jest pole elektrostatyczne?

Pole elektrostatyczne jest niewidzialnym polem otaczającym elektrycznie naładowane cząstki. To pole może tworzyć wokół dwóch obiektów w tym samym sąsiedztwie z różnymi ładunkami elektrycznymi lub do jednego obiektu, który jest elektrycznie naładowany w stosunku do otaczającego środowiska. Po utworzeniu pole elektrostatyczne może wywierać siłę na inne naładowane elektrycznie obiekty w pobliżu.

Pole elektrostatyczne jest polem wektorowym, które jest zdefiniowane jako siła na jednostkę ładunku, którą stacjonarny ładunek punktowy napotkałby w określonym punkcie pola. Pole elektrostatyczne jest symbolizowane w równaniach matematycznych jako wielka litera „E”. Ponadto pole elektrostatyczne jest mierzone za pomocą jednostki newtonów Międzynarodowego Układu Jednostek (SI) na kulomb.

Kierunek pola elektrostatycznego jest równoważny kierunkowi siły wywieranej na dodatni ładunek punktowy. Stacjonarny ładunek dodatni będzie miał pole elektrostatyczne skierowane promieniowo na zewnątrz od ładunku. Z drugiej strony ładunek ujemny będzie miał pole elektrostatyczne skierowane promieniowo w kierunku ładunku.

Jeśli dwa przeciwnie naładowane obiekty znajdują się w tym samym sąsiedztwie, linie zaczną się na ładunkach dodatnich i zakończą się na ładunkach ujemnych. Kierunek linii w dowolnym punkcie między dwoma obiektami określa kierunek działania siły. Jeśli ładunek jest dodatni, będzie doświadczał siły w tym samym kierunku co pole. Z drugiej strony ładunek ujemny w polu elektrostatycznym będzie odczuwał siłę w kierunku przeciwnym do pola.

Pojęcie pola elektrostatycznego obejmuje wiele właściwości podobnych do siły grawitacji. Ładunek punktowy w jednolitym polu elektrycznym działa w podobny sposób jak obiekt, na który działa siła grawitacji. Zatem stosowanie ruchu pociskowego i równań kinematycznych dotyczy również ładunku punktowego w jednolitym polu elektrostatycznym.

Prawo Gaussa jest metodą obliczania elektrostatycznych pól c. Zasadniczo, jeśli masz stałą kulę przewodzącą z ładunkiem netto Q, możesz ocenić, że nadmiar ładunku leży na zewnątrz kuli. Zatem prawo Gaussa twierdzi, że pole elektrostatyczne wewnątrz kuli wynosi zero, a pole elektrostatyczne na zewnątrz kuli jest takie samo, jak ładunek punktowy z ładunkiem netto Q. To założenie znacznie ułatwia obliczenie składników wektora pola elektrostatycznego.