Приклади та візуалізація

Електричне поле є векторним полем, величина і напрям якого визначено у кожній точці простору. Іншим прикладом векторного поля, яке легше візуалізувати, є швидкість води в потоці вектора напруженості через замкнену поверхню. Це величина того, що поле представляє, проходячи через область. Загальний потік вектора напруженості електростатичного поля у вакуумі залежить від напруженості поля, розміру площі поверхні, через яку він проходить, і від того, як область орієнтована відносно поля. Ви можете думати про нього як про кількість чого-те, що перетинає поверхню.

Поверхня являє собою двовимірну (реальну або уявну) кордон, може бути відкритою або закритою. Відкрита поверхня може бути областю двері, областю аркуша паперу, областю чаші і т. д. Закритій поверхнею може бути поверхня зі сфери або куба і т. д. Як нам переконливо доводить теореми Остроградського-Гауса-потік вектора напруженості вимірюється в єдиний момент часу. Потік – це загальна кількість чого-небудь, що перетинає поверхню, але це не щось на одиницю площі і т. д.

Максимальна кількість ліній поля перехоплюється, коли одиничний вектор, нормальний до поверхні, n, паралельний полю E, в той час, як ніякі лінії поля не проходять через поверхню, коли n перпендикулярно полю. Число ліній поля, що проходять через область A, прямо пропорційно A * cosθ, де θ – кут між напрямком поля і одиничним вектором n, перпендикулярним поверхні. Це призводить до визначення електричного потоку.

ΔΦE – електричний потік через деяку невелику область ΔA, нормаль якої становить кут θ з напрямком електричного поля. Е – це величина поля. Одиниця СІ потоку – Нм2 / с. Це і є відповідь на питання, в чому вимірюється потік вектора напруженості.