電場

電場是電荷及變化磁場周圍空間里存在的一種特殊物質。電場這種物質與通常的實物不同，它不是由分子原子所組成，但它是客觀存在的，電場具有通常物質所具有的力和能量等客觀屬性。

電場的力的性質表現為：電場對放入其中的電荷有作用力，這種力稱為電場力。

電場的能的性質表現為：當電荷在電場中移動時，電場力對電荷作功（這說明電場具有能量）。

　靜止電荷在其周圍空間產生的電場，稱為靜電場；隨時間變化的磁場在其周圍空間激發的電場稱為有旋電場（也稱感應電場或渦旋電場）。靜電場是有源無旋場，電荷是場源；有旋電場是無源有旋場。普遍意義的電場則是靜電場和有旋電場兩者之和。

電場方向

電場是一個矢量場，其方向為正電荷所受電場力方向，與負電荷所受電場力方向相反。電場的力的性質用電場強度來描述。

電磁場

電場是存在于電荷周圍能傳遞電荷與電荷之間相互作用的物理場。在電荷周圍總有電場存在；同時電場對場中其他電荷發生力的作用。觀察者相對于電荷靜止時所觀察到的場稱為靜電場。如果電荷相對于觀察者運動，則除靜電場外，還有磁場出現。除了電荷可以引起電場外，變化的磁場也可以引起電場，前者為靜電場，后者叫做渦旋電場或感應電場。變化的磁場引起電場，所以運動電荷或電流之間的作用要通過電磁場來傳遞。

感應電場 = 渦旋電場 = 有旋電場

　　變化磁場激發的電場叫感應電場或渦旋電場。

　　磁場變化時線圈產生的感生電動勢與導體的種類、形狀、性質和構成均無關，是由磁場本身的變化引起的。因此麥克斯韋提出了“變化的磁場會在其周圍的空間激發一種電場，正是這種電場使得閉合回路中產生了感生電動勢和感生電流”的理論，并將這種電場稱為渦旋電場。

　　感應電場的電場線是閉合的，沒有起點、終點。閉合的電場線包圍變化的磁場。

電場強度

　　描述某點電場特性的物理量，符號是E，E是矢量。電場強度簡稱場強，定義為放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值，但場強不與q成反比，只是由比值來反映和測定。

　　場強的方向與正檢驗電荷的受力方向相同。場強的定義是根據電場對電荷有作用力的特點得出的。對電荷激發的靜電場和變化磁場激發的渦旋電場都適用。場強的單位是牛/庫或伏/米，兩個單位名稱不同，但大小一樣。場強數值上等于單位電荷在該點受的電場力，場強的方向與正電荷受力方向相同。

　　電場的特性是對電荷有作用力，這種作用力就是電場力，正電荷受力方向與電場方向相同，負電荷受力方向與電場方向相反。

　　電場是一種物質，具有能量，場強大處電場的能量大。

　　已知電場強度可判定電場對電荷的作用力，電介質(絕緣體)的電擊穿與場強大小有關。

　　點電荷的電場強度由點電荷決定，與試探電荷無關.

　　真空中點電荷場強公式：E=k×Q/r^2　

　　勻強電場場強公式：E=U/d

　　任何電場中都適用的定義式：E=F/q

　　介質中點電荷的場強：kQ/r^2;　

　　注：勻強電場。在勻強電場中，場強大小相等，方向相同，勻強電場的電場線是一組疏密相同的平行線.

　　在勻強電場中，有E=U/d（只適用于勻強電場），U為電勢差，單位：伏特/米。電荷在此電場中受到的力為恒力，帶電粒子在勻強電場中作勻變速運動。而此電場的等勢面與電場線相垂直。

電場線

　　為形象地描述場強的分布，在電場中人為地畫出一些有方向的曲線，曲線上一 點的切線方向表示該點電場強度的方向。電場線的疏密程度與該處場強大小成正比。

　　電場是一種物質，電場線是人為畫出的便于形象描述電場分布的輔助工具，并不是客觀存在的。

　　在沒有電荷的空間，電場線具有不相交、不中斷的特點。靜電場的電場線還具有下列特性：

　　1.電場線不閉合，始于正電荷（無窮遠）止于負電荷（無窮遠）。

　　2.電場線垂直于導體表面。

　　3.電場線與等勢面垂直。

　　感應電場的電場線具有下述特性：

　　1.電場線是閉合的。

　　2.閉合的電場線包圍磁感線。

　　知道一個電場的電場線，就可判定場強的方向和大小，就可畫出等勢面，能判定電勢高低(沿電場線方向電勢降低)。

　　應該注意，電場線不是電荷的運動軌跡。根據電場線方向能確定電荷的受力方向和加速度方向，不能確定電荷的速度方向、運動的軌跡。電場線是直線時，電荷運動速度與電場線平行，電荷運動軌跡與電場線重合。

電場力

　　電場力：

　　一、定義：電荷之間的相互作用是通過電場發生的。只要有電荷存在，電荷的周圍就存在著電場，電場的基本性質是它對放入其中的電荷有力的作用，這種力就叫做電場力。

　　二、方向：正電荷沿電場線的切線方向，負電荷沿電場線的切線方向的反方向。

　　三、計算：電場力的計算公式是F=qE，其中q為點電荷的帶電量，E為場強。或由W=Fd，也可以根據電場力做功與在電場力方向上運動的距離來求。電磁學中另一個重要公式W=qU（其中U為兩點間電勢差）就是由此公式推導得出。

　　電場力的功能：

　　由于電場力的作用廣泛，它應用到粒子加速器，航天事業中導航修正。對新物質的加工，對物質排列改變，在未來可能是主要動力之一，等等。

　　電場力的研究方向：

　　在未來有電場力的存在航空航天事業會得到長足發展，例如利用電場保護層（可以讓飛行器更輕）；以及讓飛行器依賴電場飛行（而取代現有的發動機）；電場在核物質的衰變起作用（讓我們能更好的利用能源）。

摩擦起電

　�。╡lectrification by friction)

　　用摩擦的方法使物體帶電的過程，叫做摩擦起電（或兩種不同的物體相互摩擦后，一種物體帶正電,另一種物體帶負電的現象）。

　　摩擦起電的原因，是因為摩擦可以使物體得到多余的電子或失去原有的電子。得到多余電子的物體帶負電，失去原有電子的物體帶正電。

　　摩擦起電的定義：當兩個物體相互摩擦時，一些束縛得不緊的電子往往從一個物體轉移到另一個物體，于是原來電中性的物體由于得到電子而帶負電，失去電子的物體則帶正電。

　　摩擦后的物體所帶的電荷有兩種：用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是一種（正電），用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是另一種（負電）。

電荷量

　　通常，正電荷的電荷量用正數表示，負電荷的電荷量用負數表示。任何帶電體所帶電量總是等于某一個最小電量的整數倍，這個最小電量叫做基元電荷，也稱元電荷，用e表示，1e=1.60217733×10^-19C ，在計算中可取e=1.6×10^-19C。它等于一個電子所帶電量的多少，也等于一個質子所帶電量的多少。國際單位制中電量的基本單位是庫侖，量綱為I*T ，1庫侖=1安培·秒。庫侖是電量的單位，符號為C，它是為紀念法國物理學家庫侖而命名的。若導線中載有1安培的穩恒電流，則在1秒內通過導線橫截面積的電量為1庫侖。庫侖不是國際標準單位，而是國際標準導出單位。一個電子所帶負電荷量庫侖（元電荷），也就是說1庫侖相當于6.24146×10^18個電子所帶的電荷總量。電荷量的公式： Q=It（其中I是電流，單位A ；t是時間，單位s）

元電荷

　　（elementary charge)　　大多數

帶電體的電荷量都等于最小電荷量e的整倍數，但部分粒子（如六種夸克）除外。最小電荷量e就叫做元電荷

　　e=1.60217733×10^-19C

　　到現在為止，也許人們都這么認為：分子之間什么都沒有。其實大多數情況分子是由原子組成的。如果我們把它轉為“原子之間有什么”的話也許會讓這個問題更科學。

　　什么是電場？也許很多人都把它忽略了，覺得它只是物理學的一個很小的領域。但我覺得電場是一個非常了不起的東西。他是世界上一切力量之源。他是一切物理、工業、化學、能源、電子、信息、生物等學科研究的本質對象。為什么呢？讓我們詳細分析一下：

　　1.摩擦力，彈力主要由電場力貢獻的

　　2.分子之間的力由電場力組成

　　3.生化反應的動力源泉是電場

　　4.電流，電壓由電場力引起

　　5.光、電磁波由電場引起

　　6.信息技術也是研究電場的特性。

　　保守場

　　保守場，電場做功與路徑無關，只與始末位置有關。

　　渦旋電場

　　磁場變化時線圈產生的感生電動勢與導體的種類、形狀、性質和構成均無關，是由磁場本身的變化引起的。因此麥克斯韋提出了“變化的磁場會在其周圍的空間激發一種電場，正是這種電場使得閉合回路中產生了感生電動勢和感生電流”的理論，并將這種電場稱為渦旋電場。

如何研究電場

　　電場的基本性質是對放入其中的電荷有作用力，因此可以通過這一性質來研究電場。放入電場中試探電場性質的電荷稱為試探電荷。試探電荷的電荷量應足夠小，使得它被放入電場后不會影響原有電場的分布：另外，它的線度也應足夠小，這樣才能方便地研究電場中各點的情況。

靜電的防止

　　摩擦產生的靜電，在生產、生活上給人們帶來很多麻煩，甚至造成傷害。

　　印刷廠里，紙頁間的摩擦起電，會使紙頁粘在一起，難于分開，給印刷廠帶來麻煩，印染廠里，面紗、毛線、人造纖維上的靜電，會吸引空氣中的塵埃，使印染質量下降，干干凈凈的人造纖維服裝，穿不了多大功夫就會蒙上一層灰塵，也是由于靜電吸塵埃的緣故。

　 　靜電電荷積累到一定程度，會產生火花放電，帶來不幸。在地毯上行走的人，與地毯摩擦而帶的電如果足夠多，當他伸手去拉金屬門把手時，手與金屬把手間會產 生火花放電，嚴重時會使他痙攣。在空氣中飛行的飛機，與空氣摩擦而帶的電人如果在著陸過程中沒有導走，當地勤人員接近機身時，人與飛機間課程產生火花放 電，嚴重時可能將人擊倒。專門用來裝汽油或柴油等液體燃料的卡車，在灌油，運輸過程中，燃油與油罐摩擦、撞擊而帶電，如果沒有及時導走，積累到一定程度， 會產生電火花，引起爆炸。

　 　防止靜電危害的基本辦法，是盡快把產生的靜電導走，避免越積越多。具體措施則多種多樣。油罐車是靠一條拖在地上的鐵鏈把靜電導走。飛機機輪上通常都裝有 搭地線，也有用導電橡膠做機輪輪胎的，著陸時它們可將機身的靜電導入地下。在地毯中夾雜0.05~0.07毫米的不銹鋼絲導電纖維，消除靜電的效果很好。 在印染常中保持適當的濕度，潮濕的空氣可以使靜電荷很快消失。