sähkökentät

Sähkökentät ovat avaruudessa esiintyviä vektorikenttiä, jotka kuvaavat sähköisten varauksien vuorovaikutusta. Kenttä määritellään kokeellisen testivaraus q:n voiman F kautta: E = F/q. Yksikkö on newtonia per coulomb (N/C) tai voltin per metri (V/m). Pistevarauksesta nouseva kenttä on E(r) = (1/(4πε0)) q (r − r0)/|r − r0|^3. Useiden varauksien kenttä saadaan superposiolla: E = Σ Ei.

Kenttä liittyy sähköpotentiaaliin V siten, että E = −∇V; potentiaalierojen avulla voidaan määrittää työn, joka kohdistuu testivarausta siirrettäessä kentän läpi. Gaussin laki kuvaa kentän ja varausten jakaumaa: integral muoto ∮ E·dA = Q_encl/ε0, ja differentiaalinen muoto ∇·E = ρ/ε0. Materiaalit voivat muuttaa kenttää: dispacement field D = ε0 E + P ja ∇·D = ρ_free. Permittiviteetti on ε = ε0 εr.

Sähkökenttien dynamiikka kuuluu laajemmin sähkömagneettiseen ilmiöön; muuttuvat kentät voivat ajan mittaan synnyttää elektromagneettisia aaltoja. Käytännössä sähkökenttiä hyödynnetään monissa sovelluksissa, kuten kondensaattoreissa kentän varastoinnissa, Faraday-suojauksissa sähkökenttien estämisessä, sekä sähkölaitteiden ja mittausmenetelmien perustoiminnassa. Tämä antaa tiiviin yleiskuvan sähkökentistä.