Intensitatea câmpului electric

Acasă | Despre noi | feedback-ul

Pentru câmpuri electrice pot fi comparate între ele și de a explora proprietățile lor, este necesar să se introducă o caracterizare cantitativă a câmpului electric. Câmpul electric este detectată de către forțele care acționează asupra sarcinii electrice. Prin urmare, este necesar să se introducă o astfel de caracteristică a câmpului, a căror cunoaștere va determina forța care acționează asupra oricărei taxe, în orice punct al domeniului.

În cazul în care, la rândul său să fie plasate în același punct al câmpului electric sunt mici (proces) corpuri încărcate, constatăm că forța care acționează asupra sarcinii electrice din partea laterală a câmpului este direct proporțională cu amploarea acestei taxe. Aceasta este, raportul dintre forța care acționează asupra taxei, la amploarea acestei taxe este o constantă pentru punctul dat al câmpului și, prin urmare, acest raport este o caracteristică a câmpului, și se numește intensitatea câmpului electric. Intensitatea câmpului are o anumită valoare, la fiecare punct în spațiu. Aceasta înseamnă că intensitatea câmpului este independent de coordonate, iar în cazul câmpurilor variabile - chiar și din când în când.

Adăugarea unui test de sarcină în punctul câmp nu ar trebui să fie însoțită de o schimbare în intensitatea câmpului electric în ea, în caz contrar rezultatul măsurătorii va fi puternic distorsionată. Aceasta ridică problema de amploarea taxei de testare. Presupunând că toate taxele, intensitatea totală a câmpului sunt calculate, sunt fixate la puncte în spațiu, taxa de test poate fi orice. În cazul în care poziția taxele nu sunt fixate în spațiu, taxa de testare prin acțiunea sa asupra acestor taxe le pot trece la alte puncte în spațiu. În acest caz, va fi constatat că nu tensiunea care a fost la taxa de probă se află în poziția inițială a tuturor taxelor, și alte tensiuni care au apărut ca urmare mutarea tarifelor la o nouă poziție, sub influența unei taxe de testare. Pentru a evita acest lucru, este necesar să se reducă influența unei taxe de testare cu privire la tarifele care creează câmpul de testare. Prin urmare, o taxa de test să fie suficient de mici.

Tensiunea este o caracteristică a intensității câmpului electric. Tension - o cantitate vector egal la fiecare concentrație relativă punct. care acționează asupra taxei de încercare. plasate în acest punct câmp la amploarea acestei taxe:

Direcția vectorului coincide cu direcția forței care acționează asupra tensiunii o sarcină pozitivă și opusă direcției de forța care acționează asupra o sarcină negativă.

Formula pentru o unitate de câmp de încărcare punct permite reglarea tensiunii. In SI unități per intensitate unitate au primit intensitatea câmpului la care încărcătura de acte de forță un pandantiv într-un Newton, în consecință, tensiunea unității în unități SI are dimensiuni.

În general, intensitatea câmpului electromagnetic al câmpului depinde de punctele de coordonate. Câmpul electric este omogen dacă vectorul său de intensitate este aceeași în toate punctele cîmpului, în caz contrar, câmpul este neomogen. Câmpul electric a cărui intensitate nu se schimbă cu timpul, numit staționare (constantă). De exemplu, este câmp electrostatic staționar - câmpurile generate de taxe fixe.

Cunoașterea intensității câmpului electromagnetic, puteți găsi forța care acționează pe orice sarcină q. plasat într-un punct dat al câmpului. (1.3), că această forță va fi egală cu

Câmpul electric creat de o taxa de punct, pot fi găsite folosind Legea lui Coulomb. Să presupunem că avem două punctul de încărcare - și. Notăm forța exercitată de taxa pe taxa; de - forța exercitată de taxa pe taxa; și - vectori extrase din punctul de a găsi un punct în a doua sarcina de a găsi taxa de prima, și vice-versa. În conformitate cu (1.2) se scrie sub forma de legea lui Coulomb:

Aceste formule definesc forțele care acționează asupra a doua și prima taxa de la punctele de locația lor, adică descrie forțele în diferite locații spațiale. Mecanismul de apariție a acestor forțe este același. Taxe și de a crea spațiu în câmpul electric din jur, care se caracterizează prin intensitate. Pornind de la (1.3), câmpul electric generat de un punct de încărcare la punctul în spațiu în care se află taxa. poate fi scris după cum urmează:

și forța cu care intensitatea câmpului electromagnetic care acționează asupra taxei. fiind în acest domeniu va fi egal cu

Astfel, efectul unul față de celălalt, la un punct de încărcare este împărțit în două etape:

1. Punctul de încărcare creează spațiu în câmpul electric din jurul a cărui rezistență

în care - vectorul raza de la punctul de încărcare este situat la punctul în care se determină intensitatea.

2. O taxă punct. situat în domeniu, cu un punct de rezistență. partea expusă acțiunii forței câmpului

Intensitatea câmpului. taxa și forța sunt definite în același punct în spațiu.

Foarte clar câmpul electric poate fi descrisă cu ajutorul liniilor de tensiune (sau linii electrice). Liniile de alimentare efectuate astfel încât tangentele la fiecare punct coincide cu direcția de tensiune. Densitatea liniilor este selectată, astfel încât numărul liniilor de rulare printr-o suprafață unitate perpendiculară pe liniile de platformă, ar fi egală cu amplitudinea tensiunii. Apoi, prin pictura linii de tensiune poate judeca direcția și mărimea vectorului în diferite puncte de spațiu.

simțurile noastre lipsite de câmp electric senzații. Cu toate acestea, distribuția câmpului în spațiul poate fi făcută vizibilă. Este suficient să se alungesc bucăți de dielectric (material non-conductor), cum ar fi chinina, se amestecă bine într-un fluid vâscos, cum ar fi uleiul de ricin. Apoi, în apropierea unui corp de cristale chinină încărcat aliniat într-un lanț, formând o linie mai mult sau mai puțin fanteziste forme. Liniile de câmp de încărcare punct reprezintă o multitudine de linii radiale dirijate de taxa, dacă este pozitiv, și la taxa, daca este negativ (Figura 1.8.); linii electrice ale celor două sarcini de semn opus se extind de la o încărcare la alta și cum să le trage (Figura 1.9.), iar liniile de forță ale două corpuri probabil încărcate ca resping reciproc (figura 1.10.); Liniile de forță ale celor două plăci, taxele sunt egale în mărime și semn opus, paralel unul cu altul în spațiul dintre plăcile departe de marginile plăcilor (fig. 1.11), adică câmpul uniform între ele.

Liniile de forță ale câmpului electrostatic nu sunt închise; Ei încep pe sarcini pozitive sau la infinit și se termină pe o sarcină negativă sau la infinit. Dacă în orice punct în spațiu, nu există nici o sarcină electrică, apoi se trece prin acest punct, doar o singură linie de putere. Astfel, liniile de câmp sunt continue și nu se suprapun, ca și intersecția lor ar însemna o anumită lipsă de direcție a câmpului electric la un anumit punct.

Noi nu ar trebui să credem că liniile de tensiune - este o realitate a educației, cum ar fi benzile elastice întinse sau cabluri, după cum a sugerat Faraday însuși. linia de tensiune ajuta doar să prezinte distribuirea vectorului câmp electric în spațiu și nu mai real decât meridianele și paralelele de pe glob.

Pentru a construi o imagine exactă a liniilor de forță în cazul organismelor care de forme complexe - o sarcină dificilă. Este necesar să se calculeze mai întâi intensitatea câmpului în funcție de coordonatele, și apoi să construiască linii continue ale sistemului, astfel încât în ​​fiecare punct al oricărei tangente la linia coincide cu direcția de tensiune. O astfel de sarcină este cel mai ușor de a instrui un computer pe care rulează un program special sau pentru a obține o imagine a liniilor electrice asupra experienței.

Principiul superpoziție câmp. Pe forțe electrice acționează pe o parte a câmpului. Dacă aplicați în spațiul de câmp pe mai multe taxe, aceste domenii nu au nici un efect asupra reciproc, forța rezultantă a tuturor câmpurilor trebuie să fie egală cu suma geometrică a forțelor exercitate de către fiecare domeniu. Aceasta înseamnă că intensitatea câmpului sunt adăugate geometric, ca intensitate este direct proporțională cu forțele. Acesta este principiul suprapunerii câmpurilor.

Conform principiului superpoziției câmpurilor, intensitatea câmpului electromagnetic. a creat un set de corpuri încărcate, este suma de câmp. produse de fiecare dintre corpurile separat:

Principiul determinării superpoziției reduce intensitatea câmpului unui corp încărcat de formă complexă (sau mai multe organisme) la calcularea valorii câmpurilor de stres generate de fiecare element de corp infinitezimal (fig. 1.12). Astfel, în cele din urmă, doar trebuie să știți intensitatea câmpului, generat de o taxa de punct. Pentru a determina câmpul produs de organism încărcat de dimensiuni finite, este necesar să se procedeze după cum urmează. diviza Mental corpului în elemente mici, fiecare dintre acestea pot fi considerate ca un punct. Determina tarifele tuturor acestor elemente, și pentru a găsi intensitatea câmpului generat de toate acestea, la un anumit punct. Apoi, va trebui să adăugați până geometrica tensiune din toate elementele corpului și pentru a găsi intensitatea câmpului rezultat. Pentru a rezolva această problemă trebuie să știți cum taxa este distribuit pe corp.