Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện

1. Điện trường

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

- Điện tích Q tại một điểm trong không gian gây ra quanh nó một điện trường. Một điện tích q nằm trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện. Ngược lại, q cũng gây ra một điện trường tác dụng lên Q một lực trực đối.

2. Cường độ điện trường

2.1 Định nghĩa

- 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

\(E=\frac{F}{q}\)   trong đó E là cường độ điện trường tại điểm mà ta xét

2.2 Vectơ cường độ điện trường

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

\( \overrightarrow{E}=\frac{ \overrightarrow{F}}{q}\)   Vectơ cường độ điện trường \( \overrightarrow{E}\) có:

- Phương và chiều trùng với phương chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương

- Chiều dài (môđun) biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một tỉ xích nào đó

2.3 Đơn vị đo cường độ điện trường

- Theo như công thức tính cường độ điện trường nên trên thì cường độ điện trường phải được đo bằng đơn vị niutơn trên culông (N/C) . Tuy nhiên, người ta dùng đơn vị đo cường độ điện trường là vôn trên  mét (V/m).

2.4 Cường độ điện trường của một điện tích điểm

- Độ lớn của cường độ điện trường E không phụ thuộc vào độ lớn của điện tích thử q

  \(E=\frac{F}{q}=k\frac{|Q|}{r^2}\)

2.5 Nguyên lý chồng chất điện trường

- Giả sử có hai điện tích điểm \(Q_{1} \), \(Q_{2} \)  gây ra tại điểm M hai điện trường có các vectơ cường độ điện trường \(\overrightarrow{E_{1}}\) và \(\overrightarrow{E_{2}}\)

- Nguyên lý chồng chất điện trường: Các điện trường \(\overrightarrow{E_{1}}\) và \(\overrightarrow{E_{2}}\) đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q một cách độc lập với nhau và điện tích q chịu tác dụng của điện trường tổng hợp \(\overrightarrow{E}\):

    \(\overrightarrow{E}=\overrightarrow{E_{1}}+\overrightarrow{E_{2}}\)

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

3. Đường sức điện

3.1 Định nghĩa

- Đường sức điện là được mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. Nói cách khác, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo đó.

3.2 Hình dạng đường sức của một số điện trường

- Đường sức điện trong điện trường của một điện tích điểm

- Trong những trường hợp khác thì phải dùng phương pháp chụp ảnh rồi vẽ theo ảnh chụp

3.3 Các đặc điểm của đường sức điện

- Qua mỗi điểm trong điện trường có một đường sức điện và chị một mà thôi

- Đường sức điện là những đường có hướng. Hướng của đường sức điện là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó

- Đườgn sức điện của điện trường tĩnh là những 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 các đường sức đi từ điện tích dương ra vô cực hoặc đi từ vô cực đến điện tích âm

- Số đường sức đi qua một điện tích nhất định đặt vuông góc với đường sức điện tại điểm mà ta xét thì tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó

3.4 Điện trường đều 

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