Էլեկտրական դաշտի լարվածություն

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

${\vec {E}}={\frac {\vec {F}}{q}}$։

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 $1/q$ բազմապատկիչն է։

Լարվածության չափման ժամանակ $q$ լիցքը պետք է այնքան փոքր լինի, որ էապես չփոփոխի դաշտը ստեղծող լիցքերի բաշխումը։ Ընդհանուր դեպքում ${\vec {E}}$ 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 ${\vec {E}}$-ն վեկտորական դաշտ է, ինչը մաթեմատիկորեն տրվում է

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

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

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

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

Կապը էլեկտրամագնիսական պոտենցիալների հետ

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

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

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

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

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՝

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

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)։