Az elektromos mező

Az elektromosan töltött test vonzó- vagy taszítóerővel hat a környezetében található töltésre. Ez az elektrosztatikus mezőnek tulajdonítható, amely bármilyen elektromosan töltött test körül kialakul. Két elektromosan töltött test – A és B – közötti kölcsönhatást úgy kell elképzelni, hogy az A test által keltett elektromos mező hat a benne lévő B testre, a B test által keltett elektromos mező pedig a benne található A testre. Az elektromos mező gondolatát először Michael Faraday (1791 – 1867) vezette be.

Bármely elektromos töltés maga körül elektromos mezőt (erőteret) hoz létre. Ha az elektromos mezőbe töltött testet helyezünk, akkor a testre erő hat.

Elektromos mező

Az elektromos mezőt nagyság (erősség) és irány szerint a tér egyes pontjaiban az elektromos térerősséggel jellemezhetjük.

Az elektromos mező adott pontbeli térerősségének nevezzük és E-vel jelöljük a mezőbe helyezett pontszerű qtöltésre (próbatöltés) ható Ferő és a qtöltés hányadosát:

E=F/q.

Egysége: newton/coulomb.

A térerősség vektormennyiség, mely az elektromos teret erőhatás szempontjából jellemzi. Mértékegységtől eltekintve nagysága az egységnyi töltésre ható erővel azonos, iránya, megállapodás szerint, a pozitív töltésre ható erő irányával egyezik meg.

Például a pontszerű Q töltés keltette mezőben a térerősségvektorok mindenütt sugarasan befelé vagy kifelé mutatnak. A térerősség nagysága a töltéstőlr távolságra:

(q-val jelöljük a próbatöltést, amivel a teret "tapogatjuk" le.)

Az elektromos mező homogén, ha a térerősség mindenütt azonos irányú és nagyságú. A ponttöltés keltette mező inhomogén, hiszen forrásától, a töltéstől való távolság négyzetével fordítottan arányos a térerősség.

Pontszerű pozitív- (a) és negatív töltés (b)

Szuperpozíció elektromos mezőben

Az elektromos kölcsönhatásokra is érvényes az erőhatások függetlenségének elve. Ha egy próbatöltésre két vagy több töltés hat, akkor a próbatöltésre ható eredő erőt úgy kapjuk meg, hogy az egyes töltésektől származó erőket vektoriálisan összeadjuk. Ugyanígy ha két vagy több töltés hoz létre mezőt, a térerősség mindenütt az egyes töltésektől származó térerősségek vektori összege. Ez az elektromos mezők független szuperpozíciója. Az eredő térerősség minden pontban egyértelmű.

Szuperpozíció elektromos mezőben