电荷在电场中都会受到电场力,电场强度越强,电场力越大。电荷在电场力的方向上产生位移,就是电场力做功,电场力做功大小就是电势能的变化量。电场力跟重力很类似,电场强度相当于重力加速度,重力加速度越大,物体受到的重力越大。电势相当于高度,电势能相当于重力势能,电势能的变化跟电势的变化成正比,跟电场力做功的路径无关,重力势能的变化跟高度变化成正比,跟重力做功的路径无关。
当按点电荷模型计算时,点电荷将在其附近产生无穷大的电场,场强仪品牌,而这显然是不可能的,点电荷周围的实际电场可以用高斯定律计算出来,的确就是有限的。
所以计算实际问题我们还要从点电荷模型转为电荷微元模型,也即利用微积分的微元思想处理计算,这里面的关键区别是,电荷微元是要在其自身位置产生电场与电势的,它是对点电荷周围的实际电场的一种等效。如果说的学术一点,点电荷模型不包含自能只包含互能,而电荷微元模型则既包含自能又包含互能。如果你学过大学课程的话,就会发现以上只是一种理论完备性上的推广,二者的实际计算式长得完全一样。
那电场是有强有弱的,就跟重力场一样,地球上不同的地方g是不同的。所以为此必须定义电场的强弱的量,这个就是电场强度。显然,是电荷受到力的作用,所以跟力和电荷有关,那么电场力与电荷的比值就是电场强度,力是矢量,电荷是标量,所以电场强度也是矢量,也可以简称为场强。既然是矢量,那么就规定跟正电荷受到的力方向一样,自然跟负电荷受到的力的方向相反。
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