sähkökentissä

Sähkökenttä on fysikaalinen kenttä, joka kuvaa voiman suuntaa ja voimakkuutta varaukselle q sen ollessa kentässä. Kentän arvo E kohdassa r määrittää testivaraukselle F = qE. Yksiköt ovat newtonia per coulomb (N/C) tai voltin per metri (V/m).

Sähkökentän lähteet ovat varaukset ja sähköiset vuorovaikutukset. Yksittäinen pistevaraus q0 luo kentän E(r) = (1/(4πε0)) q0 (r − r0)/|r − r0|^3. Kentän kokonaisarvo saadaan superposition-periaatteen mukaisesti: E = Σ Ei. Sähkökentän potentiaali V on määritetty siten, että E = −∇V; työ testivaraukselle on U = qV.

Gaussin laki kuvaa kentän tilaa: ∮ E · dA = Qenc/ε0. Paikallisesti ∇·E = ρ/ε0. Dielektrisissä aineissa kenttää muuttaa materiaalin permittivisyys: ε = ε0 εr, jolloin kenttä heikkenee polarisaation seurauksena.

Sähkökentän energian tiheys on u = 1/2 ε E^2, ja kokonaisenergia liittyy kentän tilavuuteen. Ajan funktion aikana kenttä kehiytyy Maxwellin yhtälöiden mukaan, esimerkiksi ∇×E = −∂B/∂t. Sähkökentät ovat keskeisiä ilmiöitä sähkötekniikassa, kuten kapasitanssien toiminnassa, sähkökokoonpanojen käytössä ja signaalien siirrossa.