Էլեկտրական դաշտի լարվածություն

Էլեկտրական դաշտի լարվածություն, նշանակումը՝ ${\displaystyle {\vec {E}}}$, վեկտորական ֆիզիկական մեծություն, էլեկտրական դաշտի հիմնական քանակական բնութագիրը։ Որոշվում է ${\displaystyle q}$ փորձնական էլեկտրական լիցքի վրա դաշտի ազդեցության ${\displaystyle F}$ ուժի և այդ լիցքի մեծության հարաբերությամբ՝

${\displaystyle {\vec {E}}={\frac {\vec {F}}{q}}}$։

Սահմանումից պարզ է՝ ինչու է էլեկտրական դաշտի լարվածությունը երբեմն կոչվում էլեկտրական դաշտի ուժային բնութագիր։ Իրոք, դրա և լիցքավորված մասնիկի վրա ազդող ուժի վեկտորի միջև միակ տարբերությունը ${\displaystyle 1/q}$ բազմապատկիչն է։

Լարվածության չափման ժամանակ ${\displaystyle q}$ լիցքը պետք է այնքան փոքր լինի, որ էապես չփոփոխի դաշտը ստեղծող լիցքերի բաշխումը։ Ընդհանուր դեպքում ${\displaystyle {\vec {E}}}$ լարվածությունը կախված է ժամանակից և տարածական կոորդինատներից, չնայած երբեմն կարող է նույնը լինել ամբողջ տարածության մեջ (կամ տարածության որևէ տիրույթում)։ Այս դեպքում ասում ենք, որ գործ ունենք համասեռ էլեկտրական դաշտի հետ։

Այսպիսով ${\displaystyle {\vec {E}}}$-ն վեկտորական դաշտ է, ինչը մաթեմատիկորեն տրվում է

${\displaystyle {\vec {E}}={\vec {E}}(x,y,z,t)}$ արտահայտությամբ։ Այստեղ ${\displaystyle x,y,z}$-ը տարածական կոորդինատներն են, ${\displaystyle t}$-ն՝ ժամանակը։

Չափման միավորները

ՄՄ համակարգում էլեկտրական դաշտի լարվածության չափման միավորը վոլտ/մետրն (Վ/մ) է կամ նյուտոն/կուլոնը (Ն/Կլ)։

Մաքսվելի հավասարումները

Դասական էլեկտրադինամիկայի համար տեսական հիմք են հանդիսանում Մաքսվելի հավասարումները, որոնց ստանդարտ ներկայացման չորս հավասարումներից երեքում ներկա է էլեկտրական դաշտի լարվածությունը՝

${\displaystyle \mathrm {div} {\vec {E}}={\frac {\rho }{\varepsilon _{0}}}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \mathrm {rot} \,{\vec {E}}=-{\frac {\partial {\vec {B}}}{\partial t}}}$

${\displaystyle \mathrm {div} {\vec {B}}=0\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \mathrm {rot} \,{\vec {B}}=\mu _{0}{\vec {j}}+{\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial {\vec {E}}}{\partial t}}}$

Այստեղ ${\displaystyle {\vec {B}}}$-ն մագնիսական դաշտի ինդուկցիան է, ${\displaystyle \rho }$-ն՝ լիցքի խտությունը, ${\displaystyle {\vec {j}}}$-ն՝ հոսանքի խտությունը, ${\displaystyle \varepsilon _{0}}$-ն՝ էլեկտրական հաստատունը, ${\displaystyle \mu _{0}}$-ն՝ մագնիսական հաստատունը, ${\displaystyle c}$-ն՝ լույսի արագությունը։ Հավասարումները գրված են Միավորների միջազգային համակարգի միավորներով։

Կապը էլեկտրամագնիսական պոտենցիալների հետ

Էլեկտրական դաշտի լարվածությունը կարելի է արտահայտել էլեկտրամագնիսական դաշտի ${\displaystyle \varphi }$ սկալյար և A վեկտորական պոտենցիալներով.

${\displaystyle {\vec {E}}=-\nabla \varphi -{\frac {\partial {\vec {A}}}{\partial t}}}$։

Մասնավոր դեպքում, ժամանակի ընթացքում չփոփոխվող (ստացիոնար) դաշտերի համար այս հավասարումից բխում է

${\displaystyle {\vec {E}}=-\nabla \varphi }$

արտահայտությունը, ինչը ցույց է տալիս կապը էլեկտրաստատիկ դաշտի և էլեկտրաստատիկ պոտենցիալի միջև։

Վերադրման սկզբունքը

Էլեկտրական դաշտի լարվածությունը բավարարում է վերադրման սկզբունքին (վակուումում), ըստ որի՝ մի քանի լիցքերի ստեղծած դաշտի լարվածությունը հավասար է բաղադրիչ դաշտերի լարվածությունների վեկտորական գումարին՝

${\displaystyle {\vec {E}}={\vec {E}}_{1}+{\vec {E}}_{2}+{\vec {E}}_{3}+\dots }$։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 4, էջ 506)։