Силовые и эквипотенциальные линии

Электростатическо еполе можно охарактеризовать совокупностью силовых и эквипотенциальных линий. Силовая линия — это мысленно проведенная в поле линия, начинающаяся на положительно заряженном теле и заканчивающаяся наотрицательно заряженном теле. Проводится она таким образом, чтокасательная к ней в любой ее точке дает направление напряженности поляЁ в этой точке. Вдоль силовой линии передвигался бы малый положительный заряд, если бы он имел возможность свободно перемещаться ине обладал инерцией. Таким образом, силовые линии имеют начало (наположительно заряженном теле) и конец (на отрицательно заряженном теле). Так как положительный и отрицательный заряды, создающие поле, не могут быть в одной и той же точке, то силовые линии электростатического поля не могут быть линиями, замкнутыми сами на себя.

В электростатическом поле можно провести эквипотенциальные (равнопотенциальные) поверхности. Под эквипотенциальной поверхностью понимают совокупность точек поля, имеющих один и тот же потенциал. Если мысленно рассечь электростатическое поле какой-либо секущей плоскостью, то в полученном сечении будут видны следы пересечения плоскости с эквипотенциальными поверхностями. Их называют эквипотенциальными линиями (или эквипотенциалями).

Из самого определения эквипотенциальной поверхности следует, что перемещение по ней не вызовет изменения потенциала. Точно так же и перемещение вдоль эквипотенциальной линии не связано с изменением потенциала.

Эквипотенциальные и силовые линии в любой точке поля пересекаются под прямым углом. На рис. 19.3, а изображены два заряженных тела и проведено несколько силовых и эквипотенциальных линий.

Рис. 19.3.

В противоположность силовым эквипотенциальные линии электростатического поля являются замкнутыми сами на себя. Как уже говорилось, между напряженностью электрического поля Е и потенциалом ф существует связь интегрального вида (19.2). Кроме нее, между? и ф существует и связь дифференциального вида.