КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Напряженность электрического поля
Известно, что действие наэлектризованных тел передается через пространство. Для осуществления взаимодействия между покоящимися электрическими зарядами необходимо наличие материальной среды между ними. Взаимодействие зарядов осуществляется не только в веществе, но и в вакууме, причем в вакууме сильнее, чем в веществе. Это означает, что передатчиком взаимодействия является не вещество, а другой вид материи - поле. Электрическое поле - это особый вид материи, который существует вокруг электрических зарядов и действует на другие электрические заряды. Материальность электрического поля проявляется в его действии на помещенные в поле заряды. Как всякая материя, электрическое поле обладает энергией. Следует иметь в виду, что важнейшее понятие электростатики - электрический заряд - не является однозначным. Во-первых, электрический заряд - это особое свойство некоторых элементарных частиц, характеризующее их способность к электромагнитному взаимодействию. Во-вторых, под электрическим зарядом понимают наэлектризованное физическое тело. Именно это подразумевается, когда говорят о взаимодействии электрических зарядов (заряженных тел). Значение электрических зарядов всех элементарных частиц (если оно не равно нулю) одинаково по модулю и называется элементарным электрическим зарядом. Он равен Кл. Положительным элементарным зарядом обладает протон, отрицательным - электрон. Если каким-либо способом нарушить соотношение числа электронов и протонов, то тело приобретает избыточный электрический заряд - электризуется. Такое наэлектризованное тело для краткости называют электрическим зарядом. Обобщая сказанное, сформулируем определение электрического заряда.
Электрический заряд – это внутреннее свойство тел или частиц, характеризующее их способность к электромагнитным взаимодействиям. Единица электрического заряда – кулон (Кл) – электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока один ампер за одну секунду. Выделим фундаментальные свойства электрического заряда, установленные опытным путем: - существует два вида электрического заряда: положительный и отрицательный. Заряды одного знака отталкиваются, противоположные - притягиваются; - электрический заряд инвариантен - его значение не зависит от системы отсчета, т. е. от того, движется он или покоится; - электрический заряд дискретен - заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда ; - электрический заряд аддитивен - заряд любой системы тел (частиц) равен сумме зарядов тел (частиц), входящих в эту систему; - электрический заряд подчиняется закону сохранения заряда: алгебраическая сумма электрических зарядов изолированной системы остается неизменной, какие бы процессы ни происходили внутри данной системы; - в электростатике используется физическая модель - точечный электрический заряд - заряженное тело, форма и размеры которого несущественны в данной задаче. Сила взаимодействия двух точечных зарядов прямо пропорциональна зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:
, (22.1)
где Ф/м - электрическая постоянная, а - диэлектрическая проницаемость среды – безразмернаявеличина, показывающая во сколько раз сила взаимодействия F между зарядами в данной среде меньше их силы взаимодействия в вакууме. Эта закономерность была установлена Ш. Кулоном и называется законом Кулона. Для исследования электрического поля используют точечный пробный положительный заряд такого значения, чтобы он не искажал своим действием исследуемое поле. Помещая пробный заряд в разные точки поля, можно определить значение и направление действующей на него силы и ввести силовую характеристику электрического поля - напряженность электрического поля . Она определяется выражением
, (22.2)
или в скалярной форме выражением
. (22.3)
Напряженность поля численно равна силе, действующей на заряд в один кулон, помещенный в данную точку поля. По значению и направлению вектора можно определить силу, действующую на заряд q в данной точке поля:
. (22.4)
Направление вектора совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Единицей напряженности является вольт на метр (1 В/м = 1 Н/Кл).
Напряженность поля в точке нахождения заряда согласно (22.3) равна . (22.6)
В векторной форме выражение для напряженности поля точечного заряда записывается следующим образом:
, (22.7)
где - вектор, направленный от заряда, создающего поле, в данную точку; r - длина этого вектора; Ф/м - электрическая постоянная; - диэлектрическая проницаемость среды; отношение представляет собой единичный вектор, умножение на который не меняет числовое значение величины, а придает ей векторный смысл. Если поле создается положительным зарядом, то вектор напряженности направлен вдоль радиуса-вектора от заряда. Если поле создается отрицательным зарядом, то вектор направлен к этому заряду.
Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 782; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |