Էլեկտրական դաշտի լարվածություն

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

  
    
      
        
          
            
              E
              →
            
          
        
        =
        
          
            
              
                F
                →
              
            
            q
          
        
      
    
    {\displaystyle {\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
      
    
    {\displaystyle 1/q}
   բազմապատկիչն է։
Լարվածության չափման ժամանակ 
  
    
      
        q
      
    
    {\displaystyle q}
   լիցքը պետք է այնքան փոքր լինի, որ էապես չփոփոխի դաշտը ստեղծող լիցքերի բաշխումը։ 
Ընդհանուր դեպքում 
  
    
      
        
          
            
              E
              →
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\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 
  
    
      
        
          
            
              E
              →
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\vec {E}}}
  -ն վեկտորական դաշտ է, ինչը մաթեմատիկորեն տրվում է

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

  
    
      
        
          d
          i
          v
        
        
          
            
              E
              →
            
          
        
        =
        
          
            ρ
            
              ε
              
                0
              
            
          
        
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
        
          r
          o
          t
        
        
        
          
            
              E
              →
            
          
        
        =
        −
        
          
            
              ∂
              
                
                  
                    B
                    →
                  
                
              
            
            
              ∂
              t
            
          
        
      
    
    {\displaystyle \mathrm {div} {\vec {E}}={\frac {\rho }{\varepsilon _{0}}}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \mathrm {rot} \,{\vec {E}}=-{\frac {\partial {\vec {B}}}{\partial t}}}
  

  
    
      
        
          d
          i
          v
        
        
          
            
              B
              →
            
          
        
        =
        0
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
        
          r
          o
          t
        
        
        
          
            
              B
              →
            
          
        
        =
        
          μ
          
            0
          
        
        
          
            
              j
              →
            
          
        
        +
        
          
            1
            
              c
              
                2
              
            
          
        
        
          
            
              ∂
              
                
                  
                    E
                    →
                  
                
              
            
            
              ∂
              t
            
          
        
      
    
    {\displaystyle \mathrm {div} {\vec {B}}=0\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \mathrm {rot} \,{\vec {B}}=\mu _{0}{\vec {j}}+{\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial {\vec {E}}}{\partial t}}}
  Այստեղ 
  
    
      
        
          
            
              B
              →
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\vec {B}}}
  -ն մագնիսական դաշտի ինդուկցիան է, 
  
    
      
        ρ
      
    
    {\displaystyle \rho }
  -ն՝ լիցքի խտությունը, 
  
    
      
        
          
            
              j
              →
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\vec {j}}}
  -ն՝ հոսանքի խտությունը, 
  
    
      
        
          ε
          
            0
          
        
      
    
    {\displaystyle \varepsilon _{0}}
  -ն՝ էլեկտրական հաստատունը, 
  
    
      
        
          μ
          
            0
          
        
      
    
    {\displaystyle \mu _{0}}
  -ն՝ մագնիսական հաստատունը, 
  
    
      
        c
      
    
    {\displaystyle c}
  -ն՝ լույսի արագությունը։ 
Հավասարումները գրված են Միավորների միջազգային համակարգի միավորներով։


== Կապը էլեկտրամագնիսական պոտենցիալների հետ ==
Էլեկտրական դաշտի լարվածությունը կարելի է արտահայտել էլեկտրամագնիսական դաշտի 
  
    
      
        φ
      
    
    {\displaystyle \varphi }
   սկալյար և A վեկտորական պոտենցիալներով.

  
    
      
        
          
            
              E
              →
            
          
        
        =
        −
        ∇
        φ
        −
        
          
            
              ∂
              
                
                  
                    A
                    →
                  
                
              
            
            
              ∂
              t
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\vec {E}}=-\nabla \varphi -{\frac {\partial {\vec {A}}}{\partial t}}}
  ։Մասնավոր դեպքում, ժամանակի ընթացքում չփոփոխվող (ստացիոնար) դաշտերի համար այս հավասարումից բխում է

  
    
      
        
          
            
              E
              →
            
          
        
        =
        −
        ∇
        φ
      
    
    {\displaystyle {\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՝

  
    
      
        
          
            
              E
              →
            
          
        
        =
        
          
            
              
                E
                →
              
            
          
          
            1
          
        
        +
        
          
            
              
                E
                →
              
            
          
          
            2
          
        
        +
        
          
            
              
                E
                →
              
            
          
          
            3
          
        
        +
        …
      
    
    {\displaystyle {\vec {E}}={\vec {E}}_{1}+{\vec {E}}_{2}+{\vec {E}}_{3}+\dots }
  ։