Закон Кулона. Принцип суперпозиции полей

1. Закон Кулона. Принцип суперпозиции полей.

Закон Кулона. Из опыта непосредственно следует, что напряженность поля неподвижного точечного заряда q на расстоянии от него можно представить как

где — электрическая постоянная; — орт радиуса-вектора , проведенного из центра поля, в котором расположен заряд q, до интересующей нас точки. Формула (*) записана в СИ. Здесь коэффициент

заряд q определяют в кулонах (Кл), напряженность поля — в вольтах на метр (В/м). В зависимости от знака заряда q вектор направлен так же, как и , или противоположно ему. По существу формула (*) выражает не что иное, как закон Кулона, но в «полевой» форме. Весьма важно, что напряженность поля точечного заряда обратно пропорциональна квадрату расстояния . Вся совокупность экспериментальных фактов показывает, что этот закон справедлив для расстояний от см до нескольких километров, и пока нет никаких оснований ожидать, что этот закон не выполняется и при больших расстояниях.

Заметим еще, что в поле, создаваемом неподвижным  точечным зарядом, сила, действующая на пробный заряд, не зависит от того, покоится пробный заряд или движется. Это относится и к системе неподвижных зарядов.

Принцип суперпозиции. Напряженность поля системы точечных неподвижных зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, которые создавали бы каждый из зарядов в отдельности:

где — расстояние между зарядом и интересующей нас точкой поля.

Это утверждение  называют принципом суперпозиции (наложения) электрических полей. Он выражает одно из самых замечательных свойств полей и позволяет вычислять напряженность поля любой системы зарядов, представив ее в виде совокупности точечных зарядов, вклад каждого из которых дается формулой (*).