Електричне поле плоского конденсатора
Слід визнати, що завдання обчислення електричного поля від множинних точкових зарядів досить складне. Фізики, як народ досить “лінивий”, вирішили для спрощення завдання використовувати моделі простих електричних полів, наприклад плоский конденсатор.
У електричному конденсаторі позитивні і негативні заряди зберігаються окремо – кожен у своїй пластині, вони притягуються, але не з’єднуються, тому що пластини конденсатора розділені діелектриком.
Нехай дальня пластина конденсатора на верхньому малюнку заряджена позитивно (на пластині рівномірно розподілені точкові заряди +q), а нижня – негативно (на пластині рівномірно розподілені точкові заряди -q). При цьому всі компоненти напруженості електричних полів, які створюються точковими зарядами, взаємно компенсують один одного, за винятком компонентів, спрямованих перпендикулярно пластин конденсатора. Таким чином, між двома пластинами плоского конденсатора, розташованими паралельно один одному, створюється постійне електричне поле, напруженість якого можна обчислити за формулою:
- ε0≈8,85·10-12Кл2Н-1м-2 – електрична постійна.
- q – загальний заряд кожної із пластин.
- А – площа кожної пластини.
Відношення q/A називається щільністю заряду (характеризує заряд, який припадає на одиницю площі). У такому разі, напруженість поля дорівнюватиме:
Така модель плоского конденсатора значно полегшує завдання пошуку напруженості електричного поля, оскільки вона постійна і має постійний напрямок (з позитивної пластини на негативну), тому напруженість електричного поля буде однаковою в будь-якому місці між пластинами конденсатора.