
[electric field intensity] 空间任一点的电场强度,由置于该点的单位正电荷所受的力来量度
简称“场强”。描述电场对电荷有作用力这一基本性质的物理量。是矢量,常用符号e表示。在电场中某一点的电场强度的大小等于放入电场中的电荷在该点所受电场力f与它的电量q的比值,即e=fq;其方向与放在该点的正电荷所受电场力方向相同。单位为牛/库或伏/米。
电场强度是描述电场中电荷受力特性的矢量物理量,其定义为:在电场中某一点,单位正电荷所受的电场力称为该点的电场强度。用公式表示为: $$ vec{E} = frac{vec{F}}{q_0} $$ 其中$vec{F}$为试探电荷$q_0$受到的电场力(来源:《现代汉语词典》第7版)。
从汉语语义学角度,“场”指物质相互作用的空间范围,“强度”则体现作用力的量化程度。电场强度具有以下特性:
电场强度在工程领域广泛应用于高压设备设计、电磁兼容分析等场景,其测量方法包含静电计直接测量和电势梯度间接推算两类(来源:中国电机工程学会《电磁场理论应用白皮书》)。
电场强度是描述电场中某点电场力性质的物理量,其核心定义和特性如下:
1. 定义公式
电场强度矢量 $vec{E}$ 定义为:
$$
vec{E} = frac{vec{F}}{q_0}
$$
其中 $vec{F}$ 是试探电荷 $q_0$ 在电场中某点受到的力。该公式表明,电场强度等于单位正电荷在该点所受的力。
2. 方向特性
3. 单位体系
4. 点电荷场强公式
对孤立点电荷 $Q$,其电场强度随距离 $r$ 的分布为:
$$
E = frac{1}{4pivarepsilon_0} frac{Q}{r}
$$
其中 $varepsilon_0$ 为真空介电常数(约 $8.85 times 10^{-12} , text{C}/(text{N·m})$)
5. 叠加原理
多个电荷产生的总场强等于各电荷单独存在时场强的矢量和:
$$
vec{E}_{text{总}} = vec{E}_1 + vec{E}_2 + cdots + vec{E}_n
$$
6. 电场线表征
典型应用示例
平行板电容器内部形成均匀电场,场强计算公式为:
$$
E = frac{sigma}{varepsilon_0}
$$
其中 $sigma$ 为极板电荷面密度。这种均匀电场特性被广泛应用于粒子加速器、喷墨打印机等设备中。
电场强度作为电磁学核心概念,既是分析电荷受力的基础,也是连接电势、电容等概念的桥梁。其矢量特性要求在实际计算中必须同时考虑大小和方向的分量合成。
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