Изучение электростатического поля

Федеральное государственное бюджетное 
образовательное учреждение высшего образования 
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана 
(национальный исследовательский университет)»
А.С. Чуев, А.О. Шишанин
Изучение 
электростатического поля
Учебно-методическое пособие
Под редакцией А.В. Купавцева
2-е издание, исправленное и дополненное

УДК 537.2
ББК 22.33 
	
Ч-85 
Издание доступно в электронном виде по адресу
ebooks.bmstu.ru/catalog/70/book1948.html
Факультет «Фундаментальные науки» 
Кафедра «Физика»
Рекомендовано Научно-методическим советом 
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебно-методического пособия 
Рецензент
канд. физ.-мат. наук, доцент А. Я. Терлецкий
	
Чуев, А. С.
Ч-85	 	
Изучение электростатического поля : учебно-методическое 
пособие / А. С. Чуев, А. О. Шишанин ; под ред. А. В. Купавцева. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство МГТУ 
им. Н. Э. Баумана, 2018. — 27, [5] с. : ил. 
ISBN 978-5-7038-5031-2 
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, 2018
©	 Оформление. Издательство  
	
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018
ISBN 978-5-7038-5031-2 

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 студенты 
будут:
• знать принцип работы и устройство 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 выполненной 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 е
,
=
⋅
−
1 6 10 19 Кл. Заряд может передаваться от одного тела 
к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов, т. е. электрический заряд тела — дискретная величина:
q
ne n
= ±
=
(
, , , ...).
1 2 3
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:
q + q + ...+ qn
1
2
= const.
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 
4