Преглед на кода на Интензитет на електрическото поле

'''Интензитèт''' или '''напрèгнатост на [[Електрическо поле|електрѝческото полè]]''' <math>\vec E</math> е основна [[вектор]]на характеристика, равна на отношението на [[сила]]та <math>\vec F</math>, действаща на точков [[електричен заряд]] в полето, към големината на заряда <math>q_0</math>: <ref name="Александр Михайлович">[http://www.femto.com.ua/articles/part_2/2410.html Физическая энциклопедия – Напряжённость электрического поля], Гл. ред. [[:ru:Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохоров]], том 3, 672 страниц, стр. 246, М., издательство „[[:ru:Большая Российская энциклопедия (издательство)|Большая Российская энциклопедия]]“, тираж 48000, 1992, ISBN 5-85270-019-3.</ref>
{{Класическа електродинамика}}
[[Файл:EfieldTwoOppositePointCharges.svg|260п|мини|Интензитет на електричното поле в близост до два противоположни електрически заряда. Дължината на стрелките е мярка за интензитета на полето в избрани точки.]]
<math>\vec E = {\vec F\over q _0}</math> . (1)

В [[Английски език|английския език]] се среща и само като ''електрично поле'' <math>E</math>.

За да се определи електричното поле в определена точка на пространството, измерва се силата, коя полето упражнява върху заряд, поставен в тази точка. Ако заряд <math>q</math> се намира на разстояние <math>r</math> от пробен заряд <math>q_0</math>, силата на взаимодействие между двата заряда съгласно [[Закон на Кулон|закона на Кулон]] е: <ref>Йовчева – [http://web.uni-plovdiv.bg/yovcheva/lectures/uvod/Lecture%203.pdf Интензитет на електрично поле], лекция № 3, Пловдивски университет.</ref>

<math>F = {\frac{1}{4\pi\varepsilon}}.{{{q.q _0}\over {r^2}}}</math>. (2)

Замествайки тази стойност във формула (1), се получава:

<math>\vec E = {\frac{1}{4\pi\varepsilon}}.{q \over {r^2}}.{\vec r_0}</math>, (3)

където <math>\varepsilon</math> е [[диелектрична проницаемост|диелектричната проницаемост]] на средата;<br>
<math>{\vec r_0}={{\vec r} \over r}</math> е [[единичен вектор]], определящ посоката на полето.

Величината на интензитета като скаларна величина е:

<math>E = \frac{q}{4\pi\varepsilon{r^2}}</math>. (4)

Когато електричното поле е създадено от множество заряди, интензитетът на полето е векторна сума от електричните полета на всички заряди:

<math>\vec E={\frac{1}{4\pi\varepsilon}}. \sum_{i} {q_i \over {r_i^2}}.{\vec r_0}</math>, (5)

<math>r_i</math> е разстоянието от <math>i</math>-ия заряд <math>q_i</math> до точката, в която се измерва електричното поле.

Ако разпределението на зарядите е непрекъснато, сумата е интегрална:

<math>\vec E (\vec r) = \int\limits_V \frac{1}{4\pi\varepsilon}\frac{\rho(\vec \hat r) \,dV}{(\vec r - \vec \hat r)^2}\frac{\vec r - \vec \hat r}{|\vec r - \vec \hat r|},</math> (6)

където:<br><math>V</math> е обем от пространството, където са разположени зарядите (ненулева обемна плътност на заряда, ρ≠0), или цялото пространство,<br>
<math>\vec r</math> – радиус-вектор на точки, в която се изчислява <math>\vec E</math>,<br>
<math>\vec \hat{r}</math> – радиус-вектор на източника, достигащ до всички точки от областта <math>V</math> при интегриране,<br>
<math>dV</math> – елемент от обема.<br>
Може да се постави: <math>x\vec{i} + y\vec{j} + z\vec{k}</math> вместо <math>\vec r</math>;
<math>\hat x\vec{i} + \hat y\vec{j} + \hat z\vec{k}</math> вместо <math> \vec \hat r</math>;
<math>d\hat x \, d\hat y \, d\hat z</math> вместо <math>dV</math>. <ref name="Александр Михайлович"></ref>

В общия случай напрегнатостта на електричното поле зависи от пространствените координати и времето <math>\vec E = \vec E(x,y,z,t).</math>

Интензитетът на електричното поле е свързан с електромагнитните потенциали:
:<math>\vec E = -\nabla C - \frac{\partial \vec A}{\partial t},</math>

където <math>C, \vec A</math> са [[Електричен потенциал|скаларният]] и [[Магнитен векторен потенциал|векторният]] потенциали.

В частния случай на стационарни (непроменящи се с времето) полета уравнението се опростява и показва връзката на електростатичното поле с електростатичния потенциал <math>\vec E = - \nabla C,</math> или покомпонентно: <math>
 E_x = -\frac{\partial C}{\partial x}, \quad
 E_y = -\frac{\partial C}{\partial y}, \quad
 E_z = -\frac{\partial C}{\partial z},
</math>
то ест електростатичното поле се оказва [[потенциално поле]]. <br>Обратното съотношение определя електростатичния потенциал чрез интензитета на електричното поле:
:<math>C = -\int \vec E \cdot \vec{dl} = -\int E \,dr,</math> <br>където <math>l = x, y, z.</math>

Съгласно определението от формула (1), единица за напрегнатост на електрическото поле може да бъде „[[нютон]] на [[кулон]]“ <math>\mathrm{\frac{N}{C}}</math>. От връзката между физичните величини и техните измерителни единици се получава:
:<math>\mathrm{\frac{N}{C} = \frac{J}{C\cdot m} = \frac{V\cdot A\cdot s}{A\cdot s\cdot m} = \frac{V}{m}}.</math>
Официално приетата единица за интензитет на електричното поле в международната система СИ съгласно формула (4) е '''[[волт]] на [[метър]]''' <math>\mathrm{\frac{V}{m}}</math>. Често използвани в практиката са производните единици ''микроволт на метър'' <math>\mathrm{\frac{\mu V}{m}}</math>, ''миливолт на метър'' <math>\mathrm{\frac{mV}{m}}</math>, ''киловолт на метър'' <math>\mathrm{\frac{kV}{m}}</math> и ''мегаволт на метър'' <math>\mathrm{\frac{MV}{m}}</math>.

Примерни стойности:
* в [[атмосфера]]та – 100 до 200 V/m;
* в контакт 230 V – до 15 kV/m;
* [[кондензатор]] – 1 ÷ 2 MV/m.
* устойчивост на въздуха на проникване – 3 MV/m. <ref>Altmann/Schlayer, 2003, S. 34</ref>

Устойчивостта на проникване на електрическо поле е пределната стойност на напрегнатостта на полето, при която в някоя среда нея настъпва електрически пробив. За въздуха тя е 3 MV/m = 30 kV/cm = 3.10<sup>6</sup> V/m. За други среди тя намалява с увеличаване на диелектричната проницаемост.

''Пример'': Ако има напрежение 5 V между две пластини на кондензатор на разстояние 1 mm, напрегнатостта на полето е 5 kV/m.

== Измерване на интензитета на електричното поле ==
Измерванията на интензитета на електричното поле в електрически инсталации със свръхвисоко напрежение се извършват с устройства от типа ПЗ-1, ПЗ-1М и др.

Уредът за измерване на напрегнатостта на електрическото поле работи по следния начин: в антената на устройството електричното поле създава е.д.н., което се усилва от транзисторен усилвател, коригира се от полупроводникови диоди и се измерва с микроамперметър със стрелка. Антената е симетричен дипол, направен под формата на две метални пластини, разположени една над друга. Тъй индуктираното е.д.н. в симетричния дипол е пропорционално на силата на електрическото поле, скалата на милиамперметъра е градуирана в киловолти на метър (kV / m).

Измерването на интензитета трябва да се извършва в цялата зона, където човек може да бъде в процеса на извършване на работа. Решаваща е най-високата измерена стойност на интензитета. При работно място на земята обикновено най-голям е интензитетът на височината на човека.

Точките за измерване се избират съгласно държавни стандарти в зависимост от местоположението на работното място и оборудването му със защитни средства съгласно таблицата: <ref name="Александр Михайлович"></ref>
{| class="wikitable"
|+Точки за измерване на интензитета на електрическото поле
!Разположение на работното място
!Средства за защита
!Точки за измерване
|-
|Без повдигане на съоръжения и конструкции
|Без средства за защита
|На височина 1,8 м от повърхността на земята
|-
|Без повдигане на съоръжения и конструкции
|Средства за колективна защита
|На височина 0,5; 1,0 и 1,8 м от повърхността на земята
|-
|С повдигане на съоръжения и конструкции
|Независимо от наличието на защитно оборудване
|На височина 0,5; 1,0 и 1,8 м от площадката на работното място и на разстояние 0,5 м от заземените токопроводящи части на оборудването
|}

== Литература ==
* Сивухин Д. В. – Общий курс физики. — Изд. 4-е, стереотипное. — М.: Физматлит; Изд-во МФТИ, 2004. — Т. III. Электричество. — 656 с. — ISBN 5-9221-0227-3; ISBN 5-89155-086-5.
* Adolf J. Schwab: Begriffswelt der Feldtheorie: Praxisnahe, anschauliche Einführung. Elektromagnetische Felder, Maxwellsche Gleichungen, Gradient, Rotation, Divergenz. 6. Auflage. Springer, Berlin 2002, ISBN 3-540-42018-5.
* [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elefie.html Electric field in "Electricity and Magnetism", R Nave] – [[:en:Hyperphysics|Hyperphysics]], [[:en:Georgia State University|Georgia State University]]

== Източници ==
<references />

[[Категория:Електромагнетизъм]]