Характеристики электростатического поля

Электрическое поле

В природе существует два рода электрических зарядов, условно названных «положительным» и «отрицательным». Одним из важных законов теории электричества является закон сохранения электрического заряда: в изолированной системе алгебраическая сумма электрических зарядов остается постоянной.

.

Электрические заряды взаимодействуют друг с другом таким образом, что одноименные заряды – положительные или отрицательные – отталкиваются, разноименные – положительный и отрицательный – притягиваются. Сила взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами определяется по закону Кулона:

,

.

Закон Кулона формулируется так: сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов q₁>0 и q₂>0 прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Сила взаимодействия зарядов зависит от среды, в котором они помещены. Чтобы учесть эту зависимость, вводят понятие относительной диэлектрической проницаемости среды, .

Напряженность – сила, действующая на еденичный положительный заряд, помещенный в данное электрическое поле. , . Силовые линии (линии напряженности) – воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке совпадают по направлению с вектором напряженности в этой точке. Силовые линии непрерывны и не пересекаются.

Потенциал – отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду. , . Разность потенциалов (напряжение) - .   Эквипотенциальная поверхность – поверхность, потенциалы всех точек на которой одинаковы. При перемещении вдоль такой поверхности работа кулоновских сил =0.

Электростатическое поле является потенциальным, то есть работа кулоновских сил по перемещению заряда из одной точки поля в другую не зависит от формф траектории, а зависит лишь от положения начальной и конечной точек.

. По замкнутой траектории .

Электроемкостью называется физическая величина, измеряемая отношением заряда уединенного проводника к его потенциалу: . Электроемкость проводника зависит от его линейных размеров и геометрической формы. Единицей электроемкости в СИ является фарад.

Конденсатором называют систему двух разноименно заряженных проводников, разделенных диэлектриком. Плоский конденсатор – это две заряженные параллельные пластины, разделенные диэлектриком. Электроемкость плоского конденсатора прямо пропорциональна площади пластины конденсатора и диэлектрической проницаемости среды и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами: . Конденсаторы бывают постоянной и переменной емкости и различаются по роду диэлектрика между пластинами.

Энергию заряженного конденсатора можно определить по одной из формул: .

Последовательное соединение конденсаторов: .

Параллельное соединение конденсаторов:

Дата добавления: 2017-01-14