Напряженность электрического поля

Графически электростатическое поле изображают с помощью линий напряженности - линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора E:

1, 2 - точки в которых направление вектора напряженности E1 и Е2 соответственно

Линиям напряженности приписывают направление, совпадающее с направлением вектора напряженности. Так как в каждой данной точке пространства вектор напряженности имеет лишь одно направление, то линии напряженности никогда не пересекаются. Для однородного поля (когда вектор напряженности в любой точке постоянен по величине и направлению) линии напряженности параллельны вектору напряженности.

Чтобы с помощью линий напряженности можно было характеризовать не только направление, но и значение напряженности электростатического поля, условились проводить их с определенной густотой число линий напряженности, пронизывающих единицу площади поверхности, перпендикулярную линиям напряженности, должно быть равно модулю вектора E.

Тогда число линий напряженности, пронизывающих элементарную площадку dS, нормаль n которой образует угол α с вектором E, равно

Е dS cosα = Е_n dS,

где E_n - проекция вектора E на нормаль n к площадке dS.

Величина dФ = E_n dS = E dS называется потоком вектора напряженности через площадку dS. Здесь dS = dS∙n - вектор, модуль которого равен dS, а направление совпадает с направлением нормали n к площадке.

Единица потока вектора напряженности электростатического поля - 1 Вм.

Для произвольной замкнутой поверхности S поток вектора E через эту поверхность

где интеграл берется по замкнутой поверхности S. Поток вектора E является алгебраической величиной: зависит не только от конфигурации поля E, но и от выбора направления n. Для замкнутых поверхностей за положительное на правление нормали принимается внешняя нормаль, т.е. нормаль, направленная наружу области, охватываемой поверхностью.