Bài 3. Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện

ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG. ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN

1. Điện trường

Điện trường là một dạng vật chất (môi trường) tồn tại xung quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực lên điện tích khác đặt trong nó.

Một điện tích \(Q\) nằm tại một điểm trong không gian sẽ gây ra xung quanh nó một điện trường. Một điện tích \(q\) nằm trong điện trường đó sẽ bị \(Q\) tác dụng một lực điện. 

2. Cường độ điện trường

Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó. Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện \(F\) tác dụng lên một điện tích thử \(q\) (dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của \(q\).

 \(E=\frac{F}{q}\)

Đơn vị: Vôn/mét (\(\frac{V}{m}\))

Cường độ điện trường được biểu diễn bằng một vectơ gọi là vectơ cường độ điện trường.

\(\vec{E}=\frac{\vec{F}}{q}\)

• \(q>0\) thì \(\vec{E}\uparrow\uparrow\vec{F}\)
• \(q<0\) thì \(\vec{E}\uparrow\downarrow\vec{F}\)

Cường độ điện trường của một điện tích điểm

Cường độ điện trường của một điện tích \(Q \) trong chân không là

\(E=\frac{F}{q}=k\frac{\left|Q\right|}{r^2}\) 

Như vậy, cường độ điện trường \(E\) không phụ thuộc vào độ lớn của điện tích thử \(q\).

Nguyên lý chồng chất điện trường 

Nếu tại điểm \(M\) có các cường độ điện trường \(\vec{E_1},\vec{E_2},...\) do điện tích \(q_1,q_2,...\)gây ra thì cường độ điện trường tại \(M\) được xác định

 \(\vec{E_M}=\vec{E_1}+\vec{E_2}+...\)

Các vectơ cường độ điện trường tại một điểm được tổng hợp theo quy tắc hình bình hành.

3. Đường sức điện

Đường sức của điện trường là đường mà tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với véc tơ cường độ điện trường tạI điểm đó. Nói cách khác, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo đó. 

​

Đặc điểm của đường sức điện

• Qua mỗi điểm trong điện trường có một và chỉ một đường sức điện.
• Đường sức điện là những đường cong có hướng. Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó..
• Đường sức điện của điện trường tĩnh là đường không khép kín. Nó đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. Trong trường hợp chỉ có một điện tích thì nó đi từ điện tích dương ra vô cực hoặc đi từ vô cực vào điện tích âm.

• Quy ước vẽ: Ở chỗ cường độ điện trường lớn thì các đường sức điện mau, chỗ cường độ điện trường nhỏ thì các đường sức điện thưa

4. Điện trường đều

Điện trường đều là điện trường mà vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm có cùng phương, chiều và độ lớn; đường sức điện là những đường thẳng song song cách đều.