1. Напряженность и потенциал:
Вектор напряженности электрического поля $\overrightarrow{E}$
Потенциал электрического поля $\varphi$
Они заданы в каждой точке пространства ! Т.е.
$\overrightarrow{E}=\overrightarrow{E}(\overrightarrow{r})$
$\varphi=\varphi(\overrightarrow{r})$.
$\overrightarrow{r}$ - радиус-вектор, характеризующий заданную точку пространства.
2. Что определяют характеристики поля:
Если в некоторой точке пространства $\overrightarrow{r}$, в которой напряженность электрического поля равна вектору $\overrightarrow{E}$, а потенциал электрического поля равен величине $\varphi$, внести заряд величины $q$, то на этот заряд будет действовать сила $\overrightarrow{F_q}$ и он будет иметь электростатическую энергию $\varphi_q$:
$\overrightarrow{F_q}=q\overrightarrow{E}$
$\varphi_q=q\varphi(\overrightarrow{r})$.
3. Связь между характеристиками поля:
$\overrightarrow{E}(\overrightarrow{r})\Delta\overrightarrow{r}=-\Delta\varphi(\overrightarrow{r})$
Это – очевидное следствие общего определения потенциальной энергии $U(\overrightarrow{r})$ потенциальной силы $\overrightarrow{F}$:
$\overrightarrow{F}\Delta\overrightarrow{r}=-\Delta U(\overrightarrow{r})$,
если в указанное определение подставить выражения для силы и энергии заряда $q$ в электростатическом поле.
4. Наглядное представление электростатического поля:
Силовая линия – линия, в каждой точки которой касательная к линии совпадает с направлением вектора $\overrightarrow{E}$ в этой точке.
Эквипотенциальная поверхность – поверхность, в каждой точке которой потенциал электрического поля имеет одно и то же значение $\varphi$.
Силовые линии перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.
Плотность или густота силовых линий (иногда и эквипотенциальных поверхностей вне «объемов» одинакового потенциала) считается пропорциональной модулю напряженности электрического поля $|\overrightarrow{E}|$.