3.1.5. Принцип суперпозиции

Опыт показывает, что к кулоновским силам применим рассмотренный в механике принцип независимости действия сил - принцип суперпозиции.

Принцип суперпозиции: результирующая сила F, действующая со стороны поля на пробный заряд q₀ равна векторной сумме сил F приложенных к нему со стороны каждого из зарядов q,

F= F_i .

С учётом F= q E и F_i= q E_i, где Е—напряженность результирующего поля, а Е_i — напряженность поля, создаваемого зарядом q_i, получим

Е = E_i

Эта формула выражает принцип суперпозиция (наложения) электростатических полей, согласно которому напряженность Е результирующего поля, создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумме напряженностей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности.

Принцип суперпозиции позволяет рассчитать электростатические поля любой системы неподвижных зарядов, поскольку если заряды не точечные, то их можно всегда свести к совокупности точечных зарядов.

Поле диполя. Рассмотрим метод определения модуля и направления вектора напряженности Е в каждой точке электростатического поля, создаваемого системой неподвижных зарядов.

Принцип суперпозиции применим для расчета электростатического поля электрического диполя.

Электрический диполь — система двух равных по модулю разноимённых точечных зарядов, расстояние между которыми значительно меньше расстояния до рассматриваемых точек поля.

Плечом диполя, называется вектор, направленный по оси диполя (прямой, проходящей через оба заряда) от отрицательного заряда к положительному и по модулю равный расстоянию между ними.

Вектор Р= |q|1. совпадающий по направлению с плечом диполя и равный произведению заряда q на плечо 1, называется электрическим моментом диполя или дипольным моментом.

Согласно принципу суперпозиции, напряженность Е поля диполя в произвольной точке

Е=Е₊+Е_,

где Е₊ и Е_ — напряженности полей, создаваемых соответственно положительным и отрицательным зарядами.