Напряженность электрического поля




СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРИИ

Тема
  Электрический заряд
  Электризация тел
  Закон Кулона
  Диэлектрическая проницаемость среды
  Электрическое поле
  Силовые линии напряженностиэлектрического поля Свойства силовых линий
  Принцип суперпозиции полей
  Потенциал
  Потенциал заряженного проводника
  Эквипотенциальные поверхности
  Проводниками, диэлектрики
  Электрическая емкость конденсатора
  Конденсатор
  Электроемкость плоского конденсатора
  Потенциальная энергия плоского конденсатора
  Соединение конденсаторов
  Электрический ток
  Сила тока
  Напряжение
  Закон Ома для участка цепи
  Электрическое сопротивление
  Реостат
  Электродвижущая сила
  Закон Ома для полной цепи
  Соединение проводников
  Мощность, работа, Закон Джоуля-Ленца
  Магнитное поле
  Линии магнитного поля, или линии магнитной индукции
  Правило буравчика
  Правой руки
  Сила Ампера
  Правило левой руки
  Закон Ампера
  Сила Лоренца
  Движение частицы в магнитном поле
  Опыт Эрстеда
  Взаимодействие параллельных токов
  Опыты Фарадея
  Явление электромагнитной индукции
  Магнитный поток
  Закон электромагнитной индукции Фарадея
  Правило Ленца
  Энергия магнитного поля
  Электромагнитные колебания
  Колебательный контур
  Свободные электромагнитные колебания
  Формула Томпсона
  Закон сохранения энергии для колебательного контура
  Вынужденные электромагнитные колебания
  Резонанс
  Гармонические электромагнитные колебания
  Переменный ток
  Трансформатор
  Электромагнитное поле, свойства электромагнитных полей
  Закон прямолинейного распространения света
  Закон отражения света
  Построение изображений в плоском зеркале
  Закон преломления света
  Следствия закона преломления света
  Принцип обратимости световых лучей
  Полное внутреннее отражение
  Линза
  Оптическая сила линзы
  Формула тонкой линзы
  Характеристики линз
  Построение изображений в линзах
  Интерференция света · Когерентные источники света · Условие максимума · Условие минимума · Интерференционная картина · Интерференция на тонкой пленке · Кольца Ньютона · Просветление оптики
  Дифракция света
  Опыт Юнга
  Дифракционная решетка
  Дисперсия света
  Монохроматический свет
  Нормальная дисперсия
  Аномальная дисперсия

 

Теория

Электризацияпредставляет собой процесс, в результате которого тело приобретает электрический заряд. Электрический заряд -определяет способность тел участвовать в электромагнитных взаимодействиях. В природе существует два рода электрических зарядов, которые условно назвали положительными и отрицательными. Одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. (рис. 1) Рис. 1 Взаимодействие электрических зарядов Электризация тел – процесс перераспределения электрических зарядов, входящих в состав тела. При электризации не происходит возникновения новых зарядов, а имеет место их перераспределение между телами или разными частями одного и того же тела равномерно. При этом, безусловно, справедлив закон сохранения заряда- в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной:
Закон сохранения электрического заряда
Виды электризации тел: 1. Электризация за счёт электропроводностипроисходит при контакте двух проводников с различными зарядами. Так, например, при контакте заряженного и нейтрального тела происходит частичное перераспределение свободных электронов между телами. Если заряженное тело несло отрицательный заряд, то электроны частично мигрируют на незаряженное тело, если заряженное тело имело первоначально положительный заряд, то на него прейдёт часть электронов с незаряженного тела таким образом, что электрический заряд на обоих проводниках станет равным; 2. Электризация трениемвозникает при механическом контакте перемещающихся друг относительно друга нейтральных тел, когда электроны одного тела переходят на другое. В результате электризации трением тела получают одинаковые по модулю и противоположные по знаку электрические заряды. Электризация трением является причиной возникновения, так называемого, «статического электричества», разряды которого наблюдаются при расчёсывании в темноте сухих волос. 3. Электризация через влияниепроисходит за счёт индуцирования (наведения) электрического заряда полем. Если к нейтральному проводнику поднести заряженное тело(без прямого контакта) то свободные заряды нейтрального проводника придут под действием поля в движение и в одном конце тела появится избыток электронов, а в другом их недостаток. Разрезав в целом электрически нейтральное тело, можно получить два разноимённо заряженных тела.

Закон Кулона

Закон Кулона – сила взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов прямо пропорциональна произведению их модулей и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Сила Кулона направлена вдоль прямой, соединяющей взаимодействующие заряды. Если на данный заряд действует несколько других зарядов, то равнодействующая сила , действующая на заряд q, равна векторной сумме сил, действующих на него со стороны каждого из других зарядов в отдельности (рис.2). Рис. 2 Равнодействующая сила , действующая на заряд q
Закон Кулона q - электрический заряд (Кл, Кулон) – сила кулоновского взаимодействия (Н, Ньютон) r – расстояние между электрическими зарядами, (м) -электрическая постоянная - коэффициент пропорциональности в законе Кулона диэлектрическая проницаемость среды
диэлектрическая проницаемость среды – табличная величина, показывающая, во сколько раз электрическое взаимодействие в среде уменьшается по сравнению с вакуумом. в вакууме равно 1.При перемещении электрических зарядов в другую среду с диэлектрической проницаемостью сила кулоновского взаимодействия между зарядами уменьшается в раз.

Напряженность электрического поля

Электрическим полем называется часть пространства, в котором проявляются электрические силы. Согласно идее Фарадея электрические заряды не действуют друг на друга. Каждый электрический заряд создает в окружающем пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой заряд и наоборот. По мере удаления от заряда поле ослабевает. Итак, природа электрического поля состоит в следующем: · Электрическое поле материально, оно существует независимо от нашего сознания. · Возникает вокруг зарядов и обнаруживается по действию на пробный заряд · Непрерывно распределено в пространстве · Ослабевает по мере удаления от заряда · Скорость распространения электрического поля в вакууме равна скорости света с=3∙108м/с Силовой характеристикой электрического поля является его напряженность Е (В/м, Вольт/метр). Напряженность — векторная величина. Вектор напряженности сонаправлен с вектором силы, действующей на положительный пробный заряд, внесенный в данную точку электрического поля. Если заряд-источник положительный, то вектор напряженности «отворачивается» от него (рис. 3, а), а если отрицательный, — то «поворачивается» к нему (рис. 3, б). Рис. 3 Направление вектора напряженности
Напряженность поля q - электрический заряд (Кл, Кулон) – напряженность (В/м) – сила кулоновского взаимодействия (Н, Ньютон) , U – потенциал, разность потенциалов (В, Вольт) r – расстояние между электрическими зарядами, (м)
Силовые линии напряженностиэлектрического поля – непрерывные линии, касательные к которым в каждой точке, через которые они проходят, совпадают с вектором напряженности. Свойства силовых линий: - не замкнуты; - не пересекаются; - непрерывны; - направление совпадает с направлением вектора напряжённости; - начало на + q или в бесконечности, конец на – q или в бесконечности; - гуще вблизи зарядов (где больше напряжённость). - перпендикулярны поверхности проводника   Картины силовых линий электростатического поля Рис. 4 Картины силовых линий электростатического поля Рис.4 а)Картина силовых линий однородного электрического поля Рис.4 б) Картина силовых линий положительного точечного заряда Рис.4 в) Картина силовых линий отрицательного точечного заряда Поле равномерно заряженной сферы. (R – радиус сферы; r – расстояние от центра сферы до точки поля)
  модуль напряжённости
внутри сферы (r < R) Е = 0
на поверхности сферы (r = R) Е = k∙
вне сферы (r > R) Е = k∙ = k∙ , где а – расстояние от поверхности шара до точки поля

 

Рис. 5 Напряженность электрического поля проводящей сферы или шара

 

Принцип суперпозиции полей - если в данной точке пространства различные заряды создают электрические поля напряженности, которых , ,… и т.д., то результирующая напряженность поля в этой точке равна векторной сумме напряжённостей отдельных полей.  
Принцип суперпозиции полей
Рис. 6 Принцип суперпозиции полей: а) двух положительных зарядов б) двух отрицательных зарядов в) положительного и отрицательного зарядов
       


Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2022-09-06 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Обратная связь