Δυναμικές γραμμές

Μέσα στο ηλεκτρικό πεδίο ελαφρά αντικείμενα, για παράδειγμα σπόροι σουσαμιού, διατάσσονται σε γραμμές κατά τη διεύθυνση της δύναμης που ασκείται επάνω τους (Εικ. 4.43). Όπου συγκεντρώνονται περισσότερα από αυτά, εκεί η ηλεκτρική δύναμη είναι ισχυρότερη και οι γραμμές είναι πυκνότερες. Επειδή αυτές οι γραμμές δείχνουν τη διεύθυνση και την ένταση της ηλεκτρικής δύναμης, τις ονομάζουμε δυναμικές γραμμές του ηλεκτρικού πεδίου.

Ώστε αν γνωρίζουμε τη μορφή των δυναμικών γραμμών, μπορούμε να προσδιορίσουμε τη διεύθυνση της ηλεκτρικής δύναμης. Παρατηρώντας επίσης, πόσο πυκνές ή αραιές είναι οι δυναμικές γραμμές μπορούμε να εκτιμήσουμε πόσο ισχυρή ή ασθενής είναι η ηλεκτρική δύναμη. Επομένως για να προσδιορίσουμε την ηλεκτρική δύναμη δεν είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε από ποιο σώμα ασκείται. Αρκεί να γνωρίζουμε τη μορφή των δυναμικών γραμμών, δηλαδή ποια είναι η διεύθυνση τους και πόσο πυκνές είναι (Εικ. 4.44).

Ώστε διαθέτουμε δύο τρόπους περιγραφής της διαδικασίας με την οποία ασκείται η ηλεκτρική δύναμη. Πρώτον, είναι δυνατό να θεωρήσουμε ότι ένα ηλεκτρισμένο σώμα ασκεί δύναμη από απόσταση, χωρίς να επηρεάζεται ο χώρος γύρω από αυτό. Δεύτερον, είναι δυνατό να θεωρήσουμε ότι το ηλεκτρισμένο σώμα διαμορφώνει γύρω του ένα πεδίο δυνάμεων και η ηλεκτρική δύναμη ασκείται μέσω του ηλεκτρικού πεδίου.

Εικόνα 4.42 Η θετικά ηλεκτρισμένη σφαίρα ασκεί απωστική δύναμη στα θετικά ηλεκτρισμένα σφαιρίδια.

Εικόνα 4.43 Γύρω από ένα ηλεκτρισμένο σφαιρίδιο σκορπίζουμε σπόρους σουσαμιού, μέσα σε λάδι. Στους σπόρους ασκείται ηλεκτρική δύναμη. Μέσα στο λάδι ωστόσο οι σπόροι κινούνται δύσκολα. Διατάσσονται λοιπόν σε γραμμές κατά τη διεύθυνση της ηλεκτρικής δύναμης.

Εικόνα 4.44 Ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται από δύο αντίθετα φορτισμένες παράλληλες πλάκες. Οι δυναμικές γραμμές είναι παράλληλες.