Điện trường là môi trường vật chất bao quanh

Điện trường và cường độ điện trường được xem là nội dung quan trọng trong chương trình Vật Lý ở bậc trung học phổ thông. Để hiểu rõ hơn vấn đề này hãy cùng tìm hiểu về Điện trường là gì? qua nội dung bài viết dưới đây.

– Điện trường là môi trường (dạng vật chất) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó. Nơi nào có điện tích thì xung quanh điện tích đó có điện trường.

– Một điện tích Q nằm tại một điểm trong không gian sẽ gây ra xung quanh nó một điện trường. Một điện tích q nằm trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện và ngược lại, q cũng tác dụng lên Q một lực đối.

– Điện trường có thể được biểu diễn bằng các đường sức điện. Vector cường độ điện trường tại bất kì điểm nào trên đường sức điện có phương trùng với tiếp tuyến tại điểm đó trên đường sức điện và có chiều trùng với chiều của đường sức. Tập hợp các đường sức cường độ điện trường gọi là điện phổ

– Ở quy mô nguyên tử, điện trường là lực tương tác chính giữa hạt nhân và các electron trong nguyên tử. Điện trường và từ trường đều là biểu hiện của lực điện từ, một trong bốn lực cơ bản (hoặc tương tác cơ bản) của tự nhiên.

Điện trường rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực vật lý và được khai thác thực tế trong công nghệ điện.

– Điện trường trong một điện môi đồng chất nằm ở giữa hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và điện tích bằng nhau, trái dấu là một điện trường đều.

– Điện trường đều là điện trường mà vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều có cùng phương, cùng chiều, và cùng độ lớn; đường sức điện là những đường thẳng song song cách đều.

Cường độ điện trường

– Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó.

– Giả sử có một điện tích điểm Q nằm tại điểm O. Điện tích này tạo ra một điện trường xung quanh nó. Để nghiên cứu điện trường của Q tại điểm M, ta đặt tại đó một điện tích điểm q, gọi là điện tích thử và xét lực điện tác dụng lên q.

– Theo định luật Cu-lông, q càng nằm xa Q thì lực điện càng nhỏ. Ta nói điện trường tại các điểm càng xa Q càng yếu. Vì thế cần phải xây dựng một khái niệm đặc trưng cho sự mạnh, yếu của điện trường tại một điểm. Khái niệm đó là cường độ điện trường.

Ngoài khái niệm Điện trường là gì? cần nắm được khái niệm cường độ điện trường như đã giải thích ở trên.

Công thức tính cường độ điện trường

Cường độ điện trường được tính bằng thương của độ lớn lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q (q > 0) đặt tại điểm đó và độ lớn của q. Ta được:

E= F/Q

Trong đó:

E là cường độ điện trường tại điểm mà ta xét (Đơn vị đo là Vôn, kí hiệu là V/m).

F là độ lớn của lực tác dụng lên điện tích thử tại điểm mà ta xét (N).

q là độ lớn của điện tích (C).

Điện trường là gì? điện trường có các tính chất cơ bản sau:

– Tính chất cơ bản của điện trường là nó tác dụng lực điện lên điện tích đặt trong nó. Theo quy ước về chiều của vectơ cường độ điện trường: Véctơ cường độ điện trường tại một điểm luôn cùng phương, cùng chiều với vectơ lực điện tác dụng lên một điện tích dương đặt tại điểm đó trong điện trường.

– Nếu phát biểu Véctơ cường độ điện trường tại một điểm luôn cùng phương, cùng chiều với vectơ lực điện tác dụng lên một điện tích đặt tại điểm đó trong điện trường” là không đúng vì có thể ở đây là điện tích âm.

Đường sức điện

Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. Nói cách khác, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo nó.

Người ta chứng minh được rằng, các hạt nhỏ đã bị nhiễm điện và nằm dọc theo phương của lực điện. Tập hợp các hạt nhỏ sẽ nằm dọc theo những đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm nằm theo phương của vectơ cường độ điện trường tại đó. Mỗi đường đó gọi là một đường sức điện.

Đặc điểm của đường sức điện

Đường sức điện có các đặc điểm sau đây:

– Qua mỗi điểm trong điện trường có một và chỉ một đường sức điện mà thôi.

– Đường sức điện là những đường có hướng. Hướng của đường sức  điện tại một điểm là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó.

– Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là đường không khép kín. Nó đi ra điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm.

– Tuy các đường sức từ là dày đặc nhưng người ta chỉ vẽ một số ít đường theo quy tắc sau : Số đường sức đi qua một điện tích nhất định đặt vuông góc với đường sức điện tại điểm mà ta xét thì tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó.

So sánh điện trường và từ trường

Tiêu chíĐiện trườngTừ trườngKhái niệmĐiện trường là môi trường bao bọc xung quanh các điện tích và gắn liền với điện tích đóTừ trường là môi trường bao bọc xung quanh nam châm hoặc xung quanh dòng điện (các điện tích di chuyển có hướng)Kí hiệuEB hoặc HTính chấtTác dụng lực điện lên tất cả hạt mang điện nằm trong không gian điện trườngTác dụng lực từ lên nam châm hoặc dòng điện nằm trong không gian từ trườngNguồn gốcLực tương tác diễn ra trong nguyên tử (giữa hạt nhân và electron)Lực tạo ra khi điện tích chuyển động

Mong rằng qua nội dung bài viết dưới đây đã cung cấp những kiến thức cơ bản về Điện trường là gì? để có thể ứng dụng vào việc giải các bài tập có liên quan đến kiến thức này.