Изучение электростатического поля

Московский государственный технический университет  
имени Н. Э. Баумана 
 
 
 
 
 
 
 
А. С. Чуев, А. О. Шишанин  
 
 
 
Изучение электростатического поля  
 
 
Методические указания к выполнению  
лабораторной работы по курсу общей физики 
 
 
 
Под редакцией В.Н. Бовенко 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 

Ч-85 
УДК 537.2 
ББК  22.33 
 Ч-85 
 
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru  
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/70/book1373.html 
 
Факультет «Фундаментальные науки» 
Кафедра «Физика» 
 
Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве методических указаний 
 
Рецензент  
канд. физ.-мат. наук, доцент А. Я. Терлецкий 
 
 
Чуев, А. С. 
Изучение электростатического поля : методические указания  
к выполнению лабораторной работы по курсу общей физики / А. С. Чуев, А. О. Шишанин ; под ред. В. Н. Бовенко. — Москва : Издательство 
МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. — 27, [5] с. : ил. 
ISBN 978-5-7038-4331-4 
Изложены основные теоретические сведения о статическом 
электрическом поле в свободном пространстве и внутри диэлектриков. Приведено описание лабораторной установки, даны указания по проведению измерений и обработке их результатов.  
Для студентов 2-го курса всех специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
УДК 537.2 
ББК  22.33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016 
 Оформление. Издательство 
ISBN 978-5-7038-4331-4  
 
    МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016 
 
 
2 

Предисловие 
Понятия электрического заряда и электрического поля, порождаемого зарядами, в электростатике и электродинамике служат 
первичными, основными понятиями. Электрическое взаимодействие является одним из основных видов фундаментальных взаимодействий, осуществляемых в классической физике посредством 
электрического поля. 
Большинство физических явлений — это результат электрических взаимодействий. Проявления электромагнетизма в самых 
разнообразных физических процессах (механических, тепловых, 
оптических, атомных и др.) определяют основополагающее место 
этого раздела в курсе общей физики. Благодаря электрическим 
силам существуют атомы и молекулы веществ. Явление трения 
есть проявление электрических сил. Магнетизм — это релятивистский эффект электрического взаимодействия. Даже силу 
инерции относят к проявлениям электромагнетизма. Таким образом, глубокое изучение физики электричества закладывает 
надежный фундамент для дальнейшего освоения большинства 
технических дисциплин. 
Цель лабораторной работы — закрепление теоретических знаний в области электростатики и приобретение практических навыков обращения с современными электроизмерительными приборами.  
После успешного выполнения лабораторной работы студены 
будут: 
• знать принцип работы и устройство конструкции измерителя 
напряженности электрического поля, влияние на данный полевой 
параметр конструктивных параметров установки;  
• владеть методикой измерения электрических напряжений 
постоянного тока; 
• уметь получать, формировать и обрабатывать экспериментальные данные с привлечением статистических методов, наглядно представлять результаты и формулировать выводы о сделанной 
работе; 
• иметь представление о взаимодействии электрического поля 
с веществом и о взаимосвязи полевых электрических величин с 
другими физическими величинами. 
 
3 

 
ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 
Электрическое поле — фундаментальное физическое поле, 
взаимодействующее с физическими телами, обладающими электрическими зарядами. Электрические поля создаются электрическими зарядами и их системами. Электрический заряд — это физическая величина, характеризующая свойство материальных 
частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия. Имеется два вида электрических зарядов, условно называемых положительными и отрицательными.  
Заряд всех элементарных частиц (если он не равен нулю) одинаков по абсолютной величине; его называют элементарным зарядом 
19
1 6 10
Кл.
е = ,
−
⋅
 Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов, т. е. электрический заряд тела — дискретная величина: 
 
(
1, 2, 3,...).
q
ne n
= ±
=
 
Физические величины, которые могут принимать значения только из упорядоченного дискретного ряда, называют квантованными. 
Одним из фундаментальных законов природы является закон 
сохранения электрического заряда. В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной: 
 
1
2
const.
n
q +q +...+q =
 
В законе сохранения электрического заряда утверждается, что 
электрические заряды не создаются и не исчезают, а только передаются от одного тела к другому или внутри одного тела. 
Электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Принято считать, что каждое заряженное тело создает в 
окружающем пространстве электрическое поле. Это поле оказывает силовое воздействие на другие заряженные тела. Посредством 
электрического поля тела с одноименными зарядами отталкивают4