Cường độ điện trường – Wikipedia tiếng Việt

Cường độ điện trường tại một điểm là một đại lượng vật lý, thể hiện bằng vectơ trong không gian, đặc trưng cho độ lớn và hướng của điện trường về mặt tác dụng lực tại điểm đó.

Giả sử ta đặt một điện tích ${displaystyle q_{0},}$ tại một điểm ${displaystyle M,}$ nào đó trong điện trường, điện tích này phải có giá trị đủ nhỏ để nó không làm thay đổi điện trường mà ta đang xét (gọi là điện tích thử). Như vậy, điện tích ${\displaystyle q_0}$ sẽ bị điện trường tác dụng một lực ${\displaystyle \stackrel{\to <!--\; \to \; -->}{F}}$. Thực nghiệm chứng tỏ tỉ số ${displaystyle {{vec {F}} over q_{0}}}$ không phụ thuộc vào điện tích ${displaystyle q_{0},}$ mà chỉ phụ thuộc vị trí của điểm ${displaystyle M,}$, nghĩa là, tại mỗi điểm xác định trong điện trường, tỉ số:

${displaystyle {vec {E}}={{vec {F}} over q_{0}}={vec {const}},}$ (*)

Theo đó, ${displaystyle {vec {E}}}$ được gọi là vectơ cường độ điện trường, theo nghĩa ta có thể dùng ${displaystyle {vec {E}}}$ để đặc trưng cho điện trường (về mặt tác dụng lực) tại điểm đang xét. Độ lớn ${displaystyle E,}$ gọi là cường độ điện trường.

Từ biểu thức (*) ta thấy nếu chọn ${displaystyle q_{0}=+1,}$ thì ${displaystyle {vec {E}}={vec {F}}}$ nghĩa là:

"Véctơ cường độ điện trường tại một điểm là một đại lượng có trị vectơ bằng lực tác dụng của điện trường lên một đơn vị điện tích dương đặt tại điểm đó."

Trong hệ đơn vị SI, cường độ điện trường được tính bằng ${displaystyle {V over m}}$.

Vectơ cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm[sửa | sửa mã nguồn]

Vectơ cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm

Dựa vào định nghĩa trên, ta xác định được vectơ cường độ điện trường ${displaystyle {vec {E}}}$ gây bởi điện tích điểm ${displaystyle q,}$ tại điểm ${displaystyle M,}$:

${displaystyle {vec {E}}={{vec {F}} over q_{0}}={1 over {4pi sigma _{0}}}.{q over {sigma r^{2}}}.{{vec {r}} over r},}$ (**)

Từ (**) ta nhận thấy:

${displaystyle E={1 over {4pi sigma _{0}}}.{|q| over {sigma r^{2}}},}$

Vectơ cường độ điện trường gây bởi 1 hệ vật mang điện[sửa | sửa mã nguồn]

Xét một hệ điện tích điểm ${displaystyle q_{1},}$,${displaystyle q_{2},}$,...,${displaystyle q_{n},}$ được phân bố không liên tục trong không gian. Để xác định vectơ cường độ điện trường tổng hợp ${displaystyle {vec {E}}}$ tại một điểm ${displaystyle M,}$ nào đó trong điện trường của hệ điện tích điểm đó, ta tưởng tượng đặt tại ${displaystyle M,}$ một điện tích ${displaystyle q_{0},}$. Theo đó, lực tổng hợp tác dụng lên ${displaystyle q_{0},}$ bằng:

${displaystyle {vec {F}}=sum _{i=1}^{n}{vec {F_{i}}},}$

Trong đó ${displaystyle {vec {F_{i}}}}$ là lực tác dụng của ${displaystyle q_{i},}$ lên ${displaystyle q_{0},}$.

Như vậy, vectơ cường độ điện trường tổng hợp tại ${displaystyle M,}$ bằng:

${displaystyle {vec {E}}={{vec {F}} over q_{0}}={{sum _{i=1}^{n}{vec {F_{i}}}} over q_{0}}=sum _{i=1}^{n}{{vec {F_{i}}} over q_{0}},}$

Nhưng ${displaystyle {{vec {F_{i}}} over q_{0}}={vec {E_{i}}},}$ chính là vectơ cường độ điện trường do điện tích ${displaystyle q_{i},}$ gây ra tại ${displaystyle M,}$ nên:

${displaystyle {vec {E}}=sum _{i=1}^{n}{vec {E_{i}}},}$

Từ công thức trên, ta có thể phát biểu:

Vectơ cường độ điện trường gây bởi một hệ điện tích điểm bằng tổng các vectơ cường độ điện trường gây ra bởi từng điện tích điểm của hệ.

Đó chính là phát biểu của Nguyên lý chồng chất điện trường.