👀 57 |

Электрическое поле и его характеристики

теория по физике 🧲 электростатика

Вокруг заряженных тел существует особая среда — электрическое поле. Именно это поле является посредником в передаче электрического взаимодействия.

Свойства электрического поля

  1. Электрическое поле материально, т.е. оно существует независимо от нашего сознания.
  2. Электрическое поле возникает вокруг зарядов и обнаруживается по действию на пробный заряд.
  3. Электрическое поле непрерывно распределяется в пространстве и ослабевает по мере удаления от заряда.
  4. Скорость распространения электрического поля в вакууме равна скорости света c = 3∙108 м/с.

Характеристики электрического поля

Напряженность — силовая характеристика электрического поля. Это векторная величина, которая обозначатся как E. Единица измерения — Ньютон на Кулон (Н/Кл) или Вольт на метр (В/м).

Напряженность численно равна электрической силе, действующей на единичный положительный заряд:

E=FKq0..

q0 — пробный заряд.

Пример №1. Сила, действующая в поле на заряд в 20 мкКл, равна 4Н. Вычислить напряженность поля в этой точке.

20 мкКл = 20∙10–6 Кл

E=FKq0..=420·106..=0,106 (НКл..)

Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы Кулона, если пробный заряд положительный: q0>0, EFK. Направление вектора напряженности противоположно направлению силы Кулона, если пробный заряд отрицательный: q0<0, EFK.

Силовые линии — линии, касательные к которым совпадают с вектором напряженности.

  • Направление силовой линии совпадает с направлением вектора напряженности.
  • Чем гуще силовые линии, тем сильнее электрическое поле.
  • Линии напряженности начинаются на положительных зарядах, а заканчиваются на отрицательных или на бесконечности.
  • Если силовые линии поля параллельны, то поле называют однородным.

Потенциальная энергия взаимодействия двух зарядов W (Дж) в вакууме:

Wp=kq1q2r..

Потенциальная энергия взаимодействия двух зарядов W (Дж) в среде:

Wp=kq1q2εr..

Знак потенциальной энергии зависит от знаков заряженных тел:

  • W12<0 — энергия притяжения разноименно заряженных тел;
  • W12<0 — энергия отталкивания одноименно заряженных тел.

Потенциал — энергетическая характеристика электрического поля. Обозначается как ϕ. Единица измерения — Вольт (В).

Численно потенциал равен отношению потенциальной энергии взаимодействия двух зарядов к единичному положительному заряду:

φ=Wpq0..

q0 — пробный заряд.

Потенциал — скалярная физическая величина. Знак потенциала зависит от знака заряда, создающего поле. Отрицательный заряд создает отрицательный потенциал, и наоборот.

Значение потенциала зависит от выбора нулевого уровня для отсчета потенциальной энергии, а разность потенциалов — от выбора нулевого уровня не зависит.

Напряжение — разность потенциалов. Обозначается как U. Единица измерения — Вольт (В). Численно напряжение равно отношению работы электрических сил по перемещению заряда из точки 1 в точку 2:

U=φ1φ2=A12 q0.

 

Определение

Эквипотенциальные поверхности — поверхности, имеющие одинаковый потенциал. Они равноудалены от заряженных тел и обычно повторяют их форму. Эквипотенциальные поверхности перпендикулярны силовым линиям.


Алиса Никитина | 📄 Скачать PDF |

Добавить комментарий



Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *