a)  Milyen alapvető kapcsolat van az elektromos mezőt keltő $Q$ töltések (forrástöltések) és az elektrosztatikus mező erővonalai között?

Elektrosztatikus mező erővonalai mindig pozitív töltésekből indulnak ki, és mindig negatív töltésekben végződnek.

b)  Mennyi egy $Q$ töltés $\Psi$ elektromos fluxusa, azaz a belőle kijövő (vagy benne végződő) erővonalak mennyisége ("száma")?

$\Psi=4\pi kQ$

c)  Mi az $\vec{E}$ térerősségvektor definíciója?

Ha egy elektromos mező valamely pontjába $q$, majd $2q$, $3q$ kis próbatöltést helyezünk, a próbatöltésre ható $F$ elektromos erő nagysága egyenes arányos a töltéssel:

$$F\sim q$$

Ha két mennyiség között egyenes arányosság áll fenn, az egyenértékű azzal, hogy a két mennyiség hányadosa állandó:

$$\frac{F}{q}=\mathrm{konst.}$$

Ennek a hányadosnak a jelentése: az egységnyi $q$ próbatöltésre jutó elektromos erő, ezt hívjuk $E$ elektromos térerősségnek:

$$\vec{E}=\frac{\vec{F}}{q}$$

d)  Milyen kapcsolat áll fenn az erővonalak és az $\vec{E}$ térerősségvektor között?

Az elektromos erővonalak felületi sűrűsége megadja az elektromos térerősségvektor nagysáságát, ha a felület mindenhol merőleges az erővonalakra, képlettel:

$$E=\frac{\Psi}{A_{\mathrm{\bot}}}$$

e)  Hogyan kaphatunk információt a térerősségvektor irányára vonatkozóan az erővonalakból?

Az erővonalak minden pontjában a térerősségvektor az erővonalhoz húzható érintő irányába mutat. Így még két lehetőség lenne (hogy az érintő egyenesen melyik irányba induljunk el), de az erővonalaknak van irányítottságuk, ami eldönti, hogy milyen irányú a térerősségvektor.

Röviden: amerre épp "halad" az erővonal, ott olyan irányú a térerősségvektor.

f)  Mit jelent, hogy az elektrosztatikus mező forrásos?

Ha egy elektrosztatikus mezőben egy térrészt (egybefüggő térfogatot) körbeveszünk egy zárt felülettel (mint egy zsák a bent lévő krumlplit), és összeszámoljuk a zárt felületet átdöfő erővonalakat úgy, hogy

• a kifelé jövő erővonalak számát pozitív előjellel
• a befelé menő erővonalak számát negatív előjellel

akkor a kapott végeredmény előjele megmutatja, hogy a zárt felületen belül a töltések algebrai összege (a benti pozitív és negatív töltések előjeles összege) milyen előjelű. Tehát az erővonalkép alapján meg tudjuk mondani, hogy hol helyezkednek el az elektromos mező forrásai, a töltések.

g)  Mit jelent, hogy az elektrosztatikus mező "örvénymentes"?

7.  Azt, hogy elektrosztatikus mezőben nincsenek olyan erővonalak, melyek önmagukba záródnának, vagyis "körbe-körbe futnának", szemléletesen szólva "örvénylenének":

Elektrosztatikus mező minden erővonala pozitív töltésből indul, és egy negatív töltésben végződik. (Majd az elektrosztatikánál bonyolultabb esetben, amikor a töltések gyorsuló mozgás végeznek, ott majd lesz örvényes elektromos mező is.)