spændingsfeltet

Spændingsfeltet, også kaldet det elektriske felt, er et vektorfelt i rummet, der beskriver den kraft, en testladning vil opleve. Kraften på en ladning q er F = qE, hvor E er feltstyrken, også kaldet spændingsfeltet.

For et punktladningsfelt er E(r) = (1/(4πε0)) q (r - r0)/|r - r0|^3. Samlet bidrag fra en ladningsfordeling ρ(r') giver E(r) = (1/(4πε0)) ∫ ρ(r') (r - r')/|r - r'|^3 d^3r'. Feltet er også relateret til den elektriske potential V ved E = -∇V, og spændingen (potentialsforskellen) mellem to punkter er linjeintegralet ∫ E·dl. Gauss' lov siger ∇·E = ρ/ε0; på en overflade med overfladesladning σ ændres den normale komponent af E med σ/ε0. I dielektriske medier er forholdet mellem feltet og displacement field D givet ved D = ε0 εr E.

I tidsafhængige felter spiller Maxwell-ligningerne en central rolle. Faradays lov siger curl E = -∂B/∂t, hvilket viser at ændringer i magnetfeltet producerer elektrisk felt. Sammen med Ampère-Maxwell-ligningen udgør disse grundlaget for elektromagnetiske fænomener og feltets dynamik.

Anvendelser og betydning. Det elektriske felt beskriver kræfter mellem ladninger og driver en række tekniske enheder og fænomener, herunder kapacitorer, skærmning af elektromagnetisk støj, kabeldesign og elektrostatisk interaktion i elektronik og industri. Det udgør også grundlaget for at forstå strømfordeling i ledere og isolatorer.