Електричното поле е регион околу електричен полнеж каде што сила се искусува од други полнежи. Ова поле е векторско поле, што значи дека има и големина и насока. Електричните полиња се фундаментални во проучувањето на електростатиката и обезбедуваат критични сознанија за тоа како полнежите комуницираат едни со други. Овие интеракции се камен-темелник на многу феномени во физиката и инженерството.
Електричните полиња се создаваат со електрични полнежи или со различни магнетни полиња. Јачината на електричното поле \(E\) во точка во просторот е дефинирана како сила \(F\) по единица полнеж \(q\) искусена од мало позитивно тестирано полнење поставено во таа точка, математички изразено како: \( E = \frac{F}{q} \) Насоката на полето е насоката на силата што би ја доживеал позитивното тест полнеж ако се стави во полето.
Електричното поле поради точкаст полнеж \(Q\) на растојание \(r\) од полнежот е дадено со Кулонов закон: \( E = \frac{kQ}{r^2} \) каде \(k\) е Кулоновата константа \(8.987 \times 10^9\, \textrm{N m}^2/\textrm{В}^2\) , \(Q\) е големината на полнежот и \(r\) е растојанието од полнењето до точката каде што се пресметува полето. Правецот на полето е радијален и подалеку од полнежот ако \(Q\) е позитивен и кон полнежот ако \(Q\) е негативен.
Линиите на електричното поле се имагинарни линии нацртани на таков начин што нивната насока во која било точка е иста како насоката на полето во таа точка. Тие обезбедуваат начин да се визуелизираат електричните полиња. Правилата за цртање линии на електричното поле се како што следува:
Кога се работи за електричното поле помеѓу две точки полнења, нето електричното поле во една точка е векторскиот збир на полињата создадени од секое полнење независно. За полнежи од ист знак, линиите на полето се одбиваат меѓусебно, додека за спротивни полнежи, линиите се насочени од позитивното кон негативното полнење, што укажува на привлечност.
Еднообразно електрично поле е она во кое јачината на полето е иста во секоја точка од полето. Ова обично е претставено со паралелни, еднакво распоредени линии. Вообичаен пример за еднообразно електрично поле е полето помеѓу две големи паралелни спроводливи плочи со спротивни полнежи. Јачината на полето во еднообразно електрично поле може да се пресмета како: \( E = \frac{V}{d} \) каде што \(V\) е потенцијалната разлика помеѓу плочите и \(d\) е растојанието што го одвојува нив.
Електричниот дипол се состои од два еднакви и спротивни полнежи разделени со мало растојание. Шемата на полето за дипол покажува линии кои започнуваат со позитивно полнење и завршуваат со негативен полнеж. Линиите надвор од диполот се слични на оние на едно полнење на големи растојанија, но во пределот помеѓу полнежите, линиите покажуваат посебна шема која се криви нанадвор пред да се криви назад кон негативниот полнеж. Оваа шема ја илустрира неуниформната природа на електричното поле околу дипол.
Разбирањето на шемите на електричното поле е критично при дизајнирање и анализа на различни електрични и електронски уреди. Од едноставниот дизајн на кондензаторите со еднообразни електрични полиња до сложените структури во полупроводничките уреди каде контролата на шемите на електричното поле е од суштинско значење за нивната работа. Дополнително, шемите на електричното поле помагаат во разбирањето на феномените во физиката на плазмата, формирањето молњи, па дури и во биолошките системи каде што електричните полиња се користат за пренос на нервниот сигнал.
За да се визуелизираат моделите на електричното поле, еден вообичаен експеримент е да се постави спроводлива хартија помеѓу две електроди поврзани со напојување и да се посипува ликоподиум во прав на хартијата. Кога се применува напон, прашокот се распоредува по линиите на електричното поле, овозможувајќи директно да се набљудуваат шаблоните. Овој експеримент ги демонстрира принципите на линиите и обрасците на електричното поле на опиплив начин.
Моделите на електричното поле обезбедуваат визуелна и математичка рамка за разбирање на интеракциите помеѓу наелектризираните честички. Без разлика дали се работи за пресметување на силата на полнење во еднообразно електрично поле или за анализа на сложени обрасци во полиња на дипол, концептот на електрични полиња и нивните обрасци е камен-темелник во проучувањето на електростатиката и електромагнетизмот како целина.
