Как показывает опыт, если пробный заряд q 0 (достаточно малый по величине) помещается в разных точках пространства вокруг заряженного тела, то на него действует разная по величине и направлению сила, зависящая от величины заряда тела, распределения этого заряда по объему тела и расстояния до пробного заряда. Можно интерпретировать этот результат следующим образом: заряженное тело создает вокруг себя в пространстве электрическое поле, оказывающее силовое воздействие на любой заряд, внесенный в это поле . Количественной характеристикой электрического поля является вектор напряженности поля E . Фразы: «электрическое поле Е» и «электрическое поле напряженностью Е» эквивалентны.
Полем называют величину, значение которой зависит от положения (и в общем случае от времени).
Электрическое поле E(x, y, z), создаваемое неподвижными зарядами, не зависит от времени и определяется через силу, действующую на пробный заряд q 0 :
откуда
(3.1)
Напряженность электрического поля неподвижных зарядов — вектор, направленный так же, как и сила, действующая со стороны этих зарядов на положительный пробный заряд, и равный по величине отношению величины этой силы к величине пробного заряда .
Размерность электрического поля: [E] = Н/Кл .
Электрическое поле точечного заряда . Так как сила взаимодействия точечного заряда q с пробным зарядом q 0 определяется законом Кулона, то напряженность электрического поля точечного заряда равна
(3.2)
Справедлив принцип суперпозиции: электрическое поле, созданное несколькими зарядами, равно векторной сумме полей отдельных зарядов . Математически это записывается в виде:
Наглядное изображение напряженности электрического поля дают силовые линии поля , т. е . непрерывные
линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением силы, действующей на пробный заряд в этой точке . Силовые линии электрического поля неподвижных зарядов всегда должны начинаться на положительном заряде и либо заканчиваться на отрицательном заряде, либо уходить на бесконечно большое расстояние. Силовые линии не могут пересекаться, так как в противном случае не было бы определено значение силы, действующей на пробный заряд в точке пересечения силовых линий.