Intenzita elektrického pole

5. listopadu 2008 v 15:41 | Martin Smolák | elektrotechnika

Intenzita elektrického pole

Intenzita elektrického pole (též elektrická intenzita) je fyzikální veličina, vyjadřující velikost a směr elektrického pole. Je definována jako elektrická síla působící na těleso s kladným jednotkovým elektrickým nábojem.

//<![CDATA[ if (window.showTocToggle) { var tocShowText = "zobrazit"; var tocHideText = "skrýt"; showTocToggle(); } //]]>

Značení

Značka veličina: $\mathbf{E}$
Základní jednotka: volt na metr, zkratka V·m^-1
Další jednotky: newton na coulomb, zkratka N·C^-1
Jednotka v soustavě SI: kg·m·A^-1·s^-3 (N=kg·m·s^-2 C=A·s)

Výpočet

Intenzita elektrického pole náboje Q je určena vztahem

$\mathbf{E} = \frac{\mathbf{F}}{Q}$ ,

kde $\mathbf{F}$ je elektrická síla, Q je elektrický náboj.

Podle Coulombova zákona lze v bodě $\mathbf{r}$ v okolí bodového náboje Q intenzitu vyjádřit vztahem

$\mathbf{E}(\mathbf{r}) = \frac{1}{4\pi\varepsilon}\frac{Q}{r^3}\mathbf{r}$ ,

kde $\varepsilon$ je permitivita a $\mathbf{r}$ je polohový vektor určující polohu daného bodu vzhledem k bodovému náboji.

Pro velikost intenzity elektrického pole v okolí bodového náboje pak platí

$E = \frac {1}{4 \pi \varepsilon} \frac {Q}{r^2}$ ,

kde $\varepsilon$ je permitivita prostředí elektrického pole, Q je elektrický náboj, který vyvolal elektrické pole, r je vzdálenost od nabitého tělesa.

Směr vektoru elektrické intenzity $\mathbf{E}$ je dán směrem působící elektrické síly. Orientace elektrické intenzity je dána domluvou, že zkušebním tělesem je kladně nabité těleso, a tedy elektrická intenzita směřuje od tělesa s kladným elektrickým nábojem k tělesu se záporným elektrickým nábojem.

Intenzitu elektrického pole lze také určit z elektrického potenciálu prostřednictvím vztahu

$\mathbf{E}(\mathbf{r}) = -\operatorname{grad}\varphi(\mathbf{r}) = -\nabla\varphi(\mathbf{r})$ ,

kde $\varphi$ je potenciál elektrického pole a $\operatorname{grad}$ označuje operátor gradientu.

Intenzitu spojitě rozloženého náboje v objemu V lze vyjádřit vztahem

$\mathbf{E}(\mathbf{r}) = \frac{1}{4\pi\varepsilon} \int_V \frac{\rho(\mathbf{r}^\prime)}{{|\mathbf{r}-\mathbf{r}^\prime|}^3}(\mathbf{r}-\mathbf{r}^\prime)\mathrm{d}V$ ,

kde ρ je objemová hustota elektrického náboje.

Intenzitu náboje rozloženého na ploše S lze vyjádřit vztahem

$\mathbf{E}(\mathbf{r}) = \frac{1}{4\pi\varepsilon} \int_S \frac{\sigma(\mathbf{r}^\prime)}{{|\mathbf{r}-\mathbf{r}^\prime|}^3}(\mathbf{r}-\mathbf{r}^\prime)\mathrm{d}S$ ,

kde σ je plošná hustota elektrického náboje.

Intenzitu náboje rozloženého po křivce l lze vyjádřit vztahem

$\mathbf{E}(\mathbf{r}) = \frac{1}{4\pi\varepsilon} \int_l \frac{\tau(\mathbf{r}^\prime)}{{|\mathbf{r}-\mathbf{r}^\prime|}^3}(\mathbf{r}-\mathbf{r}^\prime)\mathrm{d}l$ ,

kde τ je lineární hustota elektrického náboje.

Vlastnosti

Pro intenzitu pole $\mathbf{E}$ platí princip superpozice, tzn.

$\mathbf{E}(\mathbf{r}) = \sum_{i=1}^n \mathbf{E}_i(\mathbf{r})$ ,

kde n je počet bodových zdrojů a

$\mathbf{E}_i(\mathbf{r}) = \frac{1}{4\pi\varepsilon}\frac{Q_i}{{|r-r_i|}^3}(\mathbf{r}-\mathbf{r}_i)$

je intenzita elektrického pole i-tého zdroje.

Intenzita elektrického pole se graficky zobrazuje pomocí ekvipotenciálních ploch nebo siločar.

Nechá-li se vektor elektrické intenzity procházet uzavřenou plochou, jedná se o veličinu tok elektrické intenzity.

Změna elektrické intenzity má za následek vznik magnetického pole, což popisuje dynamická teorie elektromagnetického pole. Důsledkem jsou jevy jako např. elektromagnetická indukce.

Google		23.1% (136)
Seznam		16.4% (97)
Atlas		16.6% (98)
Centrum		13.1% (77)
Slunečnice		17.1% (101)
idnes		13.7% (81)

* Jméno:
	Přihlásit se
E-mail:	Odesílat reakce na email.
Web:
	Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
* Text:	Sem napište komentář

na Blog.cz

Intenzita elektrického pole

Intenzita elektrického pole

Značení

Výpočet

Vlastnosti

Anketa

Nový komentář

Aktuální články

Zpráva autorovi

Rubriky

Archiv

Aktuální články

Profil