Электрическое поле

Электрическое поле – это составная часть электромагнитного поля, которая описывает взаимодействие между неподвижными зарядами.
Количественными характеристиками электрического поля является вектор напряженности электрического поля и вектор электрической индукции .
В случае, когда электрическое поле не меняется со временем, его называют электростатическим полем.
Раздел физики, изучающий распределение статического электрического поля в пространстве, называется электростатики.
Электрическое поле создается заряженными телами, в частности заряженными элементарными частицами. Такое поле потенциальным. Его напряженность определяется законом Кулона. Силовые линии потенциального электрического поля начинаются и заканчиваются на зарядах или выходят на бесконечность.
По закону электромагнитной индукции электрическое поле создается также переменным магнитным полем. Такое электрическое поле – вихревое. Силовые линии вихревого электрического поля замкнуты.
Электрическое поле вызывает перемещение свободных зарядов и может выполнять работу, а это значит, что оно имеет энергию.
Энергия электрического поля W задается формулой

,

где интегрирование проводится по всему пространству.
Соответственно, плотность энергии электрического поля дается формулой



Энергия электрического поля системы заряженных проводников с зарядами q i равна

,

где – Потенциалы проводников.
Отзыв термодинамической системы на приложенное внешнее электрическое поле описывается термодинамическими потенциалами. Например, свободная энергия единицы объема имеет вид

.

Таким образом, напряженность электрического можно определить через частную производную свободной энергии по электрической индукции при постоянной температуре.