Для графического изображения электрического поля E используются силовые линии. Силовая линия определяется как линия, касательная к которой в любой точке совпадает с E. Густота силовых линий пропорциональна модулю E.
Следует иметь в виду, что в природе никаких силовых линий нет. Электрическое поле непрерывно во всех точках пространства за исключением точек, в которых расположены заряды. Таким образом силовую линию можно провести через любую точку, если только в ней нет заряда (в точках расположения заряда поле не определено).
| Если поле создается одним зарядом, то силовые линии имеют вид прямых, выходящих из точки, где находится заряд, или сходящихся в эту точку, в зависимости от того, положителен или отрицателен заряд. | |
Через каждую точку поля проходит только одна силовая линия, т.е. силовые линии не пересекаются, поскольку направление силы, действующей на помещенный в поле заряд, имеет вполне определенное направление.
Силовые линии электростатического поля не могут быть замкнутыми. Действительно, при перемещении заряда вдоль силовой линии силами поля совершается работа, так как сила направлена все время вдоль пути. Если бы силовая линия была замкнутой, то при перемещении заряда вдоль такой линии с возвращением в исходную точку производилась бы работа, тогда как работа, производимая силами консервативного поля на замкнутом пути, равна нулю.
Таким образом, силовые линии должны обязательно где-то начинаться или кончаться, либо уходить на бесконечность одним из своих концов. Точками начала или конца силовой линии являются создающие поле заряды. Что касается бесконечности, то силовая линия не может уходить туда обоими своими концами. В противном случае при переносе заряда вдоль такой линии из бесконечности в бесконечность производилась бы некоторая работа в противоречии с тем, что на обоих концах пути потенциальная энергия равна нулю. Поэтому одним концом силовой линии должен быть обязательно заряд, другой же ее конец может находиться либо на бесконечности, либо на заряде противоположного знака.
| На рисунке изображены силовые линии поля двух зарядов противоположного знака, причем положительный заряд больше отрицательного. Поэтому часть линий исходящих из положительного заряда заканчивается на отрицательном, а часть уходит на бесконечность. |  |