Свойства эл поля: Помогите!!Каковы основные свойства электростатического поля?

Содержание

Помогите!!Каковы основные свойства электростатического поля?

S=6t+2t(в квадрате) найдите скорость в 3 секунды

В безветренный день парашютист спускается на землю со скоростью 5 м / с. Если горизонтальный бак как изменится скорость падения парапутиста на землю, … если скорость ветра составит 3 м / с? Вычислите значение. На рисунке обозначим векторы скорости.

срочно нужно пожалуйста!

ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА!!! По куску алюминия и по куску платины, массы которых равны, ударили молотком с одной и той же силой одинаковое количество раз. О … предели и обоснуй, какой кусок больше нагреется. Удельная теплоёмкость алюминия равна 920 Дж/(кг·°C), удельная теплоёмкость платины равна 130 Дж/(кг·°C). Выбери и отметь правильный ответ. а) Больше нагреется кусок платины, так как его удельная теплоёмкость меньше.б) Больше нагреется кусок алюминия, так как его удельная теплоёмкость больше.в) Оба куска нагреются одинаково, так как над ними выполняется одна и та же работа.

3. Дано, решение, размерн … ость, вычисления, ответ.

Сколько надо сжечь спирта, чтобы нагреть воду массой 3 кг на 30 °С? Считать, что вся энергия, выделенная при сгорании спирта, идёт на нагревание воды. … Укажите правильный вариант ответа: 0,14 г 14 г 1,4 г 140 г с решением

Что такое :Механические Тепловые Звуковые Световые Электрические Магнитные Приведите пример , на все .

15 . Перечисленные ниже примеры явлений расположите в соответствующих им колонках таблицы : Механические , Тепловые , Звуковые , Световые , Электричес … кие , Магнитные .

Путешественник попал на необитаемый остров, и ему необходимо вскипятить 2 литра ключевой воды t=10C К сожалению, у него нет другой посуды, кроме полов … ины кокосового ореха, которую он не может поставить на огонь. Сколько камней, разогретых на костре до t=350C, массой 100 г каждый и теплоемкостью 450 Дж/(кг*С) ему надо опустить в воду, чтобы вскипятить её?

Свойства электрического поля: его структура, сила

Современные представления предполагают, что электрозаряды не действуют друг на друга непосредственным образом. Абсолютно любое заряженное тело создает вокруг себя ЭП, которое воздействует на окружающее этот объект пространство. Оно может появляться и создаться при прохождении через проводник электричества и оказывает силовое воздействие на все другие заряженные тела. Основное свойство как раз в этом и заключается. В этой статье будет подробно разобрано, какие свойства электрического поля есть и какова структура электрополя.

Что это такое

Электрическое поле — это особое векторная характеристика, которая действует на все обладающие электрозарядом частицы, находящиеся в ее радиусе действия. Это электрополе входит в состав электромагнитного, то есть для него характерно отсутствие визуальной составляющей. Это значит, что ЭП нельзя увидеть глазами и оно может быть зафиксировано только в результате воздействия за заряженные частицы.

Напряженность и потенциал ЭП

Важно! На последнее реагируют все заряженные электрочастицы и тела, обладающие другими (противоположными) полюсами.

Электрополе — особая форма состояния материи, которое проявляется в ускорении электрочастиц и определенных тел, которые обладают электро зарядом. К особенностям электрополя относятся:

Оно действует только при наличии электро заряда;
Оно не имеет определенных четких границ;
ЭП обладает определенной величиной воздействия;
Его определить только по результату его воздействия.

Принцип суперпозиции

Характеристика ЭП неразрывно связана с зарядами. Они находятся в определенной электрочастице или теле. Преобразование ЭП происходит в двух случаях:

При появлении вокруг него электрозарядов;
При перемещении волн электромагнитной природы, которые способствуют изменению электрополя.

Работа сил ЭП

Электрополе влияет на неподвижные относительно наблюдателя объекты в виде электро заряженных частиц или тел. В конечном итоге они получают силовое влияние. Пример воздействия ЭП можно наблюдать и в бытовой ситуации. Для этого достаточно создать электрозаряд достаточной мощности. Книги по теоретической физике предлагают для этого простейший эксперимент, когда диэлектрик натирается о шерстяное изделие. Получить электрополе вполне можно просто, взяв пластиковую шариковую ручку и потерев ее о волосы или шерсть. На ее поверхности образуется заряд, который приводит к появлению электрополя. Как следствие ручка притягивает мелкие электрочастицы в виде волос или бумаги. Если ее преподнести к мелко разорванным кусочкам бумаги, то они будут притягиваться к ней. Такой же результат можно достигнуть и при использовании пластмассовой расчески.

Манипуляции с магнитными свойствами ЭП на основе железной крошки

Также примером появления электрополя в быту является образование мелких световых вспышек при снятии одежды из синтетических материалов. В результате нахождения на теле диэлектрические волокна накапливают вокруг себя различные электрозаряды. При снятии такого предмета одежды с тела ЭП подвергается различным силам воздействия, которое приводит к образованию вспышек. Особенно это характерно для зимней одежды, в частности свитеров и шарфов, которые сделаны из синтетических материалов.

Сделал открытие и впервые подтвердил наличие электрополя Майкл Фарадей — английский физик и экспериментатор. Именно он внес в физику понятие «поля» и установил основы его концепции, его физическую реальность.

Важно! Фарадей ввел понятие ЭП при исследовании диамагнетизма и парамагнетизма, когда он обнаружил небольшое отталкивание специальным магнитом ряда веществ.

Напряженность электростатического поля

Свойства

Основные свойства ЭП:

Источником самого ЭП являются заряженные частицы и переменные ЭП магнитного происхождения. ЭП неразрывно связано с магнетизмом. Источником поля электростатической природы являются неподвижные электростатические заряды;
ЭП воздействует на внесенные в него электрозаряды с некоторой силой;
Скорость распространения электрического поля равна конечность скорости света в вакууме, то есть константе C, которая равна 3 * 10 в 8 степени метров в секунду;
Обнаружение электрополя происходит по его воздействию на другие электрически заряженные тела;

ЭП подчиняются принципу суперпозиции, то есть наложения. Это означает, что в каждой точке, пространства, электрополя действуют, как будто других сил воздействия нет. В данной точке, их суммарное воздействие на пробный электрозаряд определяется как сумма воздействий действующих ЭП.

Виды

Различают несколько основных видов электрополей. Отличие зависит от того, где оно существует. Следует рассмотреть несколько примеров возникающих сил в различных ситуациях:

Когда заряженные электрочастицы неподвижны. Это называется статическим ЭП;

Когда заряженные электрочастицы находятся в движении по проводнику. Это называется магнитным полем, которое не следует отождествлять с электрическим;
Стационарное ЭП возникает вокруг неподвижных проводников с неизменяющимся током.

В радиоволнах есть ЭП и МП. Они расположены в пространстве перпендикулярно друг другу. Это происходит, потому что любое изменение магнитного поля порождает возникновения электрополя с замкнутыми силовыми линиями.

Вихревые электромагнитные волны

Структура электрического поля

Для того чтобы понять структуру электрического вначале следует определить потенциал. Говоря просто, потенциал — это действие по переведению какого-либо тела или заряда из начального места в конкретный пункт размещения. Потенциал в сфере электрополя — это своеобразная энергия, которая двигает электрон. В результате движения он перемещается с точки так называемого нулевого потенциала в другую точку, имеющую ненулевой потенциал.

Чем выше потенциал, который потрачен на передвижение электрического заряда или тела, тем более значительной будет плотность потока на единице площади. Это явление сравнимо с законом гравитации: чем больше вес тела, тем выше энергия, действующая на него, а, значит, значительнее плотность гравитационной характеристики. В естественных условиях существуют заряды с незначительным потенциалом и с низкой степенью плотности, а также заряженные частицы и тела с высоким потенциалом и насыщенной плотностью потока. Такое явление, как работа по перемещению электрозаряда, наблюдается при грозе и молнии, когда в одном месте происходит истощение электронов, а в другом — их насыщение, образовывающее своеобразное электрически заряженное ЭП, когда происходит разряд в виде молнии.

Переменное МП

Как определить

Для количественного определения электрополя вводится значение силы напряженности электрического поля. Ею называют физическую величину, равную отношению силовых характеристик, с которыми ЭП воздействует на положительный пробный электрозаряд, находящийся в некоторой точке пространства, к величине этого заряда. Она равна E = F/q.

Течение жидкости под действием магнитных волн

Напряженность представляет собой векторную величина физического типа. Направление векторов силы в каждой точке конкретной области пространства соответствует направлением сил, воздействующих на положительный пробный заряд.

Формула напряженности поля между двумя зарядами

Электрополе неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим. Во многих случаях для краткости это ЭП обозначают общим термином — электрическое поле

Если ЭП исследуется с помощью пробного заряда и создается сразу несколькими заряженными телами, то конечная силовая характеристика оказывается равной геометрической сумме сил, которые воздействуют на электрозаряд со стороны всех заряженных тел по отдельности. Следовательно, напряженность электрополя, которая создается набором зарядов в конкретной точке пространства, равна векторной сумме напряженностей ЭП, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности: E = E1 + E2 + E3 +…

Напряженность точечного заряда

Таким образом, было определено, какими свойствами обладает электрическое поле и какова его структура. Все тела создают электрополя, если они заряжены. Понять, есть оно или нет нельзя визуальным путем. Для этого нужно подтвердить его воздействие на окружающие объекты.

Основные параметры электрического поля

Электрическое поле – это пространство где проявляется действие электрических сил. Графически электрическое поле можно изобразить электрическими силовыми линиями.

Силовые линии электрического поля

Основная единица электрического заряда один кулон q – 1кл.

1кл = 6,3 × 10¹⁸ электронов.

Заряды, имеющие одноимённое значение отталкиваются, а разноименные притягиваются. В радиотехнике применяются поля ускоряющие и тормозящие.

Параметры электрического поля

Потенциал – φ – это отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду.

φ =

1Дж

1кл

= 1B

Основная единица потенциала ровна 1в.

Разность потенциалов между двумя точками называется напряжение.

U – напряжение
φ₁ – φ₂ = U
U = 1в

1в = 10³мв = 10⁶мкв
1кв = 10³в

Разность потенциалов бывает между одноимёнными зарядами и разноимёнными.

φ₁ = 10ед

φ₂ = 3ед

φ₃ = –7ед

φ = 0

φ₁ – φ 2 = +10 – (+3) = +7ед
φ₂ – φ 1 = 3 – (+10) = –7ед
φ₁ – φ 3 = 10 – (–7) = 17ед

На управляющей сетке U относительно катода имеет отрицательный знак, так как напряжение на сетке меньше, а 25в чем на катоде.

Напряженность электрического поля

Напряжённость – это отношение силы, с которой электрическое поле действует на заряд к величине этого заряда.

Если E ровняется cons+ то поле называется однородное.
Если E ровно не cons+ то поле называется не однородное.

Закон Кулона – сила взаимодействия между двумя зарядами прямо пропорционально произведению этих зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними и зависит от среды, в которой происходит взаимодействие.

F – сила взаимодействия (H)
q¹ – q² – заряды (K)
r – расстояние (M)
ε – диэлектрическая проницаемость вещества

Электрическое поле. виды и работа. применение и свойства

Свойства

У каждого такого явления есть определенные особенности, которые постоянно остаются неизменными. Так, какова бы ни была энергетическая характеристика электрического поля, можно выделить следующие его свойства:

Зрительно обнаружить такое явление невозможно, как и определить его параметры. Для этого необходимы специальные приборы.
Любое электрическое поле обладает некоторым воздействием на заряды, при помощи которых и возникает. Они же влияют на его обнаружение.
Электрическое поле абсолютно реально и материально. Оно существовало и будет существовать вне зависимости от наших представлений, верований, знаний и так далее.
Любое электрическое поле обладает такими характеристиками, как напряженность, потенциал и напряжение.

Современная наука уже умеет сознательно создавать такие явления и даже управлять ими в определенных пределах, но еще очень далека от того, чтобы полноценно поставить их на службу человеку.

Напряженность поля точечного заряда

Рассмотрим напряженность электрического поля уединенного точечного заряда либо заряженной сферы.

Из определения напряженности следует, что для случая взаимодействия двух точечных зарядов, зная силу их кулоновского взаимодействия, можем получить величину напряженности электрического поля, которое создается зарядом q в точке на расстоянии r от него до точки, в которой исследуется электрическое поле:

Данная формула показывает, что напряженность поля точечного заряда изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от данного заряда, то есть, например, при увеличении расстояния в два раза, напряженность уменьшается в четыре раза.

Линии напряженности

Попытаемся теперь охарактеризовать электростатическое поле нескольких зарядов. В этом случае необходимо воспользоваться сложением векторных величин напряженностей всех зарядов. Внесем пробный заряд и запишем сумму векторов сил, действующих на этот заряд. Результирующее значение напряженности получится при разделении значений этих сил на величину пробного заряда. Данный метод называется принципом суперпозиции.

Напряженность электростатического поля принято изображать графически при помощи силовых линий, которые также называют линиями напряженности. Такое изображение можно получить, построив вектора напряженности поля в как можно большем количестве точек вблизи данного заряда или целой системы заряженных тел.

Рис. 4. Линии напряженности электрического поля точечного заряда (Источник)

Рассмотрим несколько примеров изображения силовых линий. Линии напряженности выходят из положительного заряда (рис. 4,а), то есть положительный заряд является источником силовых линий. Заканчиваются линии напряженности на отрицательном заряде (рис. 4,б).

Рассмотрим теперь систему, состоящую из положительного и отрицательного зарядов, находящихся на конечном расстоянии друг от друга (рис. 5). В этом случае линии напряженности направлены от положительного заряда к отрицательному.

Большой интерес представляет электрическое поле между двумя бесконечными плоскостями. Если одна из пластин заряжена положительно, а другая отрицательно, то в зазоре между плоскостями создается однородное электростатическое поле, линии напряженности которого оказываются параллельными друг другу (рис. 6).

Рис. 5. Линии напряженности системы двух зарядов (Источник)

Рис. 6. Линии напряженности поля между заряженными пластинами (Источник)

В случае неоднородного электрического поля величина напряженности определяется густотой силовых линий: там, где силовые линии гуще, величина напряженности поля больше (рис. 7).

Рис. 7. Неоднородное электрическое поле (Источник)

Определение: Линиями напряженности называют непрерывные линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с векторами напряженности в этой точке.

Линии напряженности начинаются на положительных зарядах, заканчиваются на отрицательных и являются непрерывными.

Изображать электрическое поле с помощью силовых линий мы можем так, как сами посчитаем нужным, то есть число силовых линий, их густота ничем не ограничивается. Но при этом необходимо учитывать направление векторов напряженности поля и их абсолютные величины.

Очень важно следующее замечание. Как говорилось ранее, закон Кулона применим только для точечных покоящихся зарядов, а также заряженных шариков, сфер

Напряженность же позволяет характеризовать электрическое поле вне зависимости от формы заряженного тела, которое это поле создает.

Список литературы

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика: учеб. для 10 кл. общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни. – М.: Просвещение, 2008.
Касьянов В.А. Физика. 10 кл.: учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. — М.: Дрофа, 2000.
Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10-11 кл.: пособие для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2013.
Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика. 10 класс. В 2 ч. Ч. 1. Учебник для общеобразовательных учреждений (базовый уровень) – М.: Мнемозина, 2009.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Nauka.guskoff.ru (Источник).
Youtube (Источник).
Physics.ru (Источник).

Домашнее задание

Стр. 378: № 1–3. Касьянов В.А. Физика. 10 кл.: учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. — М.: Дрофа, 2000. (Источник)
С каким ускорением движется электрон в поле напряженностью 10 кВ/м?
В вершинах равностороннего треугольника со стороной a находятся заряды +q, +q и –q. Найти напряженность поля Е в центре треугольника.

Определение

Вокруг заряженного тела возникает электрическое поле. Если сказать формулировку простыми словами, то это такое поле, которое действует на другие тела с определенной силой.

Основной количественной характеристикой является напряженность электрического поля. Она равна отношению силы, действующей на заряд, к величине заряда. Сила действует в каком-то направлении, значит и напряженность ЭП векторная величина. Ниже вы видите формулу напряженности:

Напряженность ЭП действует в направлении, которое вычисляется по принципу суперпозиции. То есть:

На рисунке ниже вы видите условное графическое изображение двух зарядов разной полярности и силовые линии электрического поля, возникающего между ними.

Важно! Главным условием возникновения электрического поля является то, что тело должно иметь какой-то заряд. Только тогда вокруг него возникнет поле, которое будет действовать на другие заряженные тела

Чтобы определить величину напряженности электрического поля вокруг единичного пробного заряда используют закон Кулона, в этом случае:

Такое поле называют еще и кулоновским.

Другой важной физической величиной является потенциал электрического поля. Это уже не векторная, а скалярная величина, она прямопропорциональна энергии, приложенной к заряду:

Важно! Силовой и энергетической характеристикой электрического поля является напряженность и потенциал. Это и есть его основные физические свойства

Он измеряется в Вольтах и численно равен работе ЭП по перемещению заряда из определенной точки в бесконечность.

Более подробно узнать о том, что такое напряженность электрического поля, вы можете из видео урока:

Примечания

// Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 246. — 672 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-019-3.
Для любой частицы её электрический заряд постоянен. Измениться он может только если от частицы что-то заряженное отделится или если к ней что-то заряженное присоединится.
Иногда его значения могут оказываться и одинаковыми в разных точках пространства; если E→{\displaystyle {\vec {E}}} одинаков всюду в пространстве (или в какой-то области), говорят об однородном электрическом поле — это частный, наиболее простой, случай электрического поля; в реальности электрическое поле может быть однородным лишь приближённо, то есть различия E→{\displaystyle {\vec {E}}} в разных точках пространства есть, но иногда они небольшие и ими можно пренебречь в рамках некоторого приближения.
Электромагнитное поле может быть выражено и по-другому, например через электромагнитный потенциал или в несколько иной математической записи (в которой вектор напряжённости электрического поля вместе с вектором магнитной индукции входит в тензор электромагнитного поля), однако все эти способы записи тесно связаны между собой, таким образом, утверждение о том, что поле E→{\displaystyle {\vec {E}}} — одна из основных составляющих электромагнитного поля, не утрачивает смысла.
Хотя исторически многие из них были открыты раньше.

Практика

Мы уже упомянули о том, что в быту электрическое поле проявляется, когда вы снимаете шерстяную или синтетическую одежду с себя и проскакивают искорки между волосами и шерстью, когда натрете пластиковую линейку и проведете над мелкими бумажками, а они притягиваются и прочее. Но это не является нормальными техническими примерами.

В проводниках малейшее ЭП вызывает движение носителей зарядов и их перераспределение. В диэлектриках, так как ширина запрещенной зоны в этих веществах большая, ЭП вызовет движение носителей зарядов только в случае пробоя диэлектрика. В полупроводниках действие находится между диэлектриком и проводником, но нужно преодолеть небольшую ширину запрещенной зоны, передав энергию порядка 0.3…0.7 эВ (для германия и кремния).

Из того, что есть в каждом доме – это электронные бытовые приборы, в том числе и блоки питания. В них есть важная деталь, которая работает благодаря электрическому полю – это конденсатор. В нём заряды удерживаются на обкладках, разделенных диэлектриком, как раз таки благодаря работе электрического поля. На картинке ниже вы видите условное изображение зарядов на обкладках конденсатора.

Другое применение в электротехнике — это полевые транзисторы или МДП-транзисторы. В их названии уже упоминается принцип действия. В них принцип работы основан на изменении проводимости СТОК-ИСТОК под воздействием на полупроводник поперечного электрического поля, а в МДП (МОП, MOSFET – одно и то же) и вовсе затвор отделен диэлектрическим слоем (окислом) от проводящего канала, так что влияние токов ЗАТВОР-ИСТОК невозможно по определению.

Другое применение уже отошедшее в быту, но еще «живое» в промышленной и лабораторной технике – электроннолучевые трубки (ЭЛТ или т.н. кинескопы). Где одним из вариантов устройства для перемещения луча по экрану является электростатическая отклоняющая система.

Если рассказать простым языком, то есть пушка, которая излучает (эмитирует) электроны. Есть система, которая отклоняет этот электрон в нужную точку на экране, для получения необходимого изображения. Напряжение прикладывается к пластинам, а на эмитированный летящий электрон воздействуют кулоновские силы, соответственно и электрическое поле. Все описанное происходит в вакууме. Тогда к пластинам прикладывают высокое напряжение, а для его формирования устанавливают трансформатор строчной развертки и обратноходовой преобразователь.

На видео ниже кратко и понятно объясняется, что такое электрическое поле и какими свойствами обладает этот особый вид материи:

Материалы по теме:

Что такое диэлектрические потери
Зависимость сопротивления проводника от температуры
Закон Ома простыми словами
Книги для электриков

Основные характеристики

Их можно описать при помощи математических закономерностей, а некоторые — выразить графически. Последние характеристики являются векторными, то есть имеющими направление

Это важно, поскольку при решении практических задач часто приходится оперировать не модулем величины, а проекцией вектора на какую-либо выбранную ось

Основными параметрами поля являются:

напряженность;
потенциал;
индукция.

Напряженность поля

Это силовая характеристика электрического поля. Величина это векторная, и она характеризует силу, с которой поле воздействует на заряд в конкретной точке. Математически это выражается так:

Ē = F̄/q.

Если подставить сюда формулу закона Кулона, то получим:

Ē = q₀ / 4 π ε ε₀ r ².

Если поле создано двумя зарядами, то результирующая напряженность рассчитывается графически — при помощи сложения векторов напряженностей от каждого отдельного источника. Этот способ получил название принципа суперпозиции.

Потенциалы и их разность

Электрическое поле способно совершать работу. Если пробный заряд передвигать в поле, то работа, выполненная эл. полем, будет зависеть от начального и конечного расстояние от пробного заряда до центра эл. поля. Сравнить это можно с человеком, который собрался прыгать с крыши. Пока он находится на высоте десятого этажа, его потенциальная энергия будет равна:

W = -GMm / Rr.

Или если учесть соразмерность земли и человека:

W = mgh.

Пока человек не прыгнул, он обладает потенциальной энергией. Когда же он, наконец, упадет, гравитационное поле совершит работу, численно равную вышеуказанной величине. При этом не учитывается горизонтальное перемещение — эту работу совершал сам покойный.

W = q₁ q₀ / 4 π ε ε₀ r.

При перемещении в другую точку, когда расстояние r будет иным, поле совершит работу, равную:

A = W₁ — W₂ = q₁ q₀ /4 π ε ε₀ r₁ — q₁ q₀ / 4 π ε ε₀ r₂.

Если из обоих слагаемых выделить параметр, который относится непосредственно к полю, а не к пробному заряду, он будет выглядеть так:

φ₁ = q₀ /4 π ε ε₀ r₁; φ₂ = q₀ / 4 π ε ε₀ r₂.

И вот это φ и называется потенциалом поля в точке. Исходя из всех написанных выше формул, можно выразить эту величину так:

φ ₁ = W₁ / q₁; φ₂ = W₂ / q₁.

Таким образом, работа, которую совершит поле, будет выражена следующим образом:

A = W₁ — W₂ = φ₁ q₁ — φ₂ q₁ = q₁ (φ₁ — φ₂).

Выражение в скобках будет называться разностью потенциалов, или напряжением. Она показывает, какую работу совершит поле по перемещению пробного заряда.

A/q = (φ₁ — φ₂).

Единица этой величины, Дж/Кл, получила название Вольт, в честь ученого Алессандро Вольта. От этой единицы отсчитывают размерность и других величин в электростатике и электродинамике. Например, напряженность поля измеряется в В/м.

Электрическая индукция

Эта величина характеризует электрическое поле, что называется, в чистом виде. В реальности мы имеем дело с полем в различных средах, имеющих определенную диэлектрическую проницаемость. Несмотря на то что для большинства веществ это табличная величина, в ряде случаев она непостоянна, а ее зависимость от параметров среды (температура, влажность и т. д. ) нелинейна.

Такое явление характерно для сегнетовой соли, титаната бария, ниобата лития и ряда других.

D = ε ε₀ E.

Это тоже векторная величина, направление которой совпадает с направлением напряженности.

Применение

Характеристики электрических полей подразумевают наличие двух основных свойств, которые и используются человеком. Так, они могут формировать ионы, а погруженные в жидкость электроды позволяют без особых усилий разделять ее, грубо говоря, по фракциям. Именно в основе этих свойств и лежит использование электрических полей.

Медицина. Тут применяется система воздействия на пораженное м

Электричество и магнетизм

В Дополнении 3 разобран пример использования этих соотношений.

В СИ единицей измерения потенциала электрического поля является вольт (В):

Напряженность поля определяет силу, действующую в поле на точечный заряд, а потенциал — его потенциальную энергию в этом поле. Поэтому, следуя смыслу соотношений и, напряженность электрического поля называют силовой характеристикой поля, а потенциал — его энергетической характеристикой.

Как и потенциальная энергия, потенциал поля всегда определен с точностью до аддитивной постоянной. Это видно из : поскольку набла есть дифференциальный оператор, потенциалы и физически тождественны, так как им соответствует поле одной и той же напряженности

Это позволяет нормировать потенциал, произвольно выбирая некоторую точку и полагая потенциал в этой точке равным нулю

(1. 16)

Учитывая, что и напряженность поля, и потенциал поля убывают с ростом расстояния до системы зарядов, создающей поле, во всех тех случаях, когда конечный заряд распределен по конечной области пространства, нормировать потенциал естественно и удобно на «нуль на бесконечности», то есть полагать его равным нулю на бесконечном удалении от системы зарядов

(1.17)

О тех идеализированных случаях, когда нормировка на нуль на бесконечности, именно в силу идеализированности задачи, лишена смысла, будет сказано далее.

Соотношение (1.13) позволяет вычислить напряженность поля по известному потенциалу;

(1. 18)

Получим «обратную» связь: выразим потенциал поля через его напряженность. Для этого сравним три выражения: выражение для из (1.18), выражение для вектора бесконечно малого перемещения и выражение для полного дифференциала функции :

Нетрудно видеть, что скалярное произведение двух первых векторов равно полному дифференциалу потенциала

(1.19)

или, с учетом

(1.20)

На самом деле это соотношение не новое. Если умножить (1.20) на заряд и учесть связи (1.14) и (1. 15), мы получим знакомое по главе 4 раздела «Механика» соотношение, связывающее работу консервативной силы и убыль потенциальной энергии

Там же, в разделе «Механика» было показано, что стационарное потенциальное поле консервативно. Из соотношения (1.18) вытекает, что электростатическое поле консервативно во всех тех случаях, когда потенциал поля не зависит от времени.

Интегрируя соотношение (1.20) от точки , потенциал в которой принят равным нулю, до некоторой точки , потенциал в которой нас интересует, вдоль произвольной, удобной для вычислений кривой (поле консервативно и от формы кривой результат не зависти), получаем

(1.21)

Вычислим с помощью (1.21) потенциал поля точечного заряда , находящегося в начале координат, нормировав его на нуль на бесконечном удалении от этого заряда. Воспользуемся для этого законом Кулона в форме (1.9):

(1.22)

При вычислении использовано тождество , справедливое для любого вектора : и являющееся результатом простого дифференцирования определения модуля любого вектора: .

Таким образом, потенциал поля точечного заряда находящегося в начале координат имеет вид

(1.23)

и поле это, как уже отмечалось ранее, центральное: фактически потенциал поля зависит только от .

Лестницы. Входная группа. Материалы. Двери. Замки. Дизайн

Что такое электрическое поле каковы его свойства. Основные характеристики электрического поля

Заряженные тела можно получить наэлектризовав.

Электризация тела – это механический процесс в результате, которого у тела образуется недостаток или избыток электронов.

Электризация может происходить несколькими способами:

СОПРИКОСНОВЕНИЕМ

(заряженное тело поднести к металлической гильзе, она сначала притянется, а потом оттолкнется).

УДАРОМ

(резиновый шланг резко ударить о массивный предмет и поднести к электроскопу).

ТРЕНИЕМ

(стеклянную палочку потереть о шелк получится положительный заряд).

Свойства электрического поля:

Электрическое поле действует на внесённый в это поле заряд Fэл

Вблизи заряженных тел поле сильнее, а по мере удаления слабее

Электрическое поле можно обнаружить с помощью пробного заряда (по действию на пробный заряд)

Основные характеристики электрического поля

Характеристики электрического поля	Формула	Особенности
Электрический заряд-источник электрического поля	1)Закон сохранения электрического заряда: В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной. 2)Если два заряда соединили, затем разъединили, то образовавшиеся заряды будут равны 3)Между одноимённо заряженными телами возникает электростатическое (или кулоновское) отталкивание, а между разноимённо заряженными — электростатическое притяжение. Пример: Два маленьких одинаковых шарикаимеют заряды 4Кли -9Кл.Каким станет заряд каждого шарика, если их привести в соприкосновение, а потом вновь раздвинуть?
Электрическая сила Закон Кулона — сила взаимодействия 2-х точечно заряженных тел прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.	если заряды в вакууме или в воздухе если заряд в среде с диэлектриком Пример: Модуль силы воздействия одного неподвижного точечного заряженного тела на другое равен F . Чему станет равен модуль этой силы, если увеличить заряд одного тела в 2 раза, а второго – в 3 раза?	— относительная диэлектрическая проницаемость среды –число показывающее, во сколько раз напряженность электростатического поля в однородном диэлектрике меньше, чем напряженность в вакууме. k=9·10 9
Напряженностьэлектрического поля – силовая характеристика электрического поля. Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд.	Напряженность – это векторная величина, равная в каждой точке отношению силы, действующей на пробный заряд, помещенный в эту точку поля, к величине этого заряда: Напряженность электрического поля для точечного заряда	Силовые линии электрического поля – линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора напряженности. Густота линий выбирается таким образом, чтобы количество линий, пронизывающих единицу поверхности, перпендикулярной к линиям площадки, было бы равно модулю вектора напряженности.
Принцип суперпозиции напряженности–если в некоторой точке пространства различный заряды создают электрические поля, то результирующая напряжённость в этой точке будет равна векторной сумме напряженностей каждого поля.	Пример1.: Найдите напряженность в средней точке, если q 1 =8нКл, q 2 =-6нКл Е=Е 1 +Е 2 Пример2.: Найдите напряженность в точке удаленной от первого заряда на расстоянии 8см, а от второго на 6см, если q 1 =8нКл, q 2 =-6нКл Пример3.: Найдите напряженность в точке удаленной от первого заряда на расстоянии r 1 , а от второго на r 2 , если q 1 =8нКл, q 2 =-6нКл	Линии напряженности заряженных тел:
Потенциал – энергетическая характеристика поля. Отношение потенциальной энергии к заряду. Эквипотенциальныминазываются поверхности равного потенциала. Разность потенциалов = Напряжению Принцип суперпозиции потенциалов полей: если поле создано несколькими зарядами, потенциал в любой точке равен алгебраической сумме потенциалов, созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности.	Потенциал точечного заряда Связь потенциала и напряжённости	Потенциал поля положительного заряда уменьшаетсяпри удалении от заряда, а потенциал поля отрицательногозаряда увеличивается. В проводниках · положительныезаряды перемещаются от потенциала · отрицательныезаряды — наоборот Линии напряженности направлены в сторону убыванияпотенциала
Работа силы электростатического поля	Пример:Какуюработусовершит поле по переносу заряда q 1 из точки А в В
Работа по переносу заряда q 1 из точки с потенциалом в точку с потенциалом
Энергия электрического поля (заряженного проводника)

Часть 2

Электроемкость C – это характеристика электрических свойств проводника, определяющая возможность накопления зарядов на данном проводнике.

Электроемкость – это отношение заряда проводника к его потенциалу.

Конденсатор состоит из двух проводников, заряженных разноименно равными по абсолютному значению зарядами. Проводники, образующие конденсатор называются его обкладками. Простейший конденсатор – система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика. Такой конденсатор называется плоским. Электрическое поле плоского конденсатора в основном локализовано между пластинами

Электроемкость не зависит:

от формы проводника;
от его размеров:
от диэлектрической проницаемости среды;
от наличия вблизи заряженных тел

В системе СИ единица электроемкости называется фарад (Ф):

При решении задач электростатики и ответах на отдельные качественные вопросы полезно иметь в виду следующее:

1.Положительные электрические заряды, предоставленные самим себе, движутся в электрическом поле от точек с большим потенциалом к точкам, где потенциал меньше. Отрицательные заряды перемещаются в обратном направлении.

2.Напряженность электрического поля внутри статически заряженного проводника равна нулю. Этот результат не зависит от того, наложено ли на проводник внешнее электрическое поле или нет. Потенциал всех точек, лежащих на проводнике, имеет при этом одинаковое значение, т.е. поверхность проводника является эквипотенциальной.

3.Потенциал земли и всех тел, соединенных проводником с землей, принимается равным нулю.

4.Работа сил электростатического поля по любому замкнутому контуру равна нулю.

5.Если два уединенных шара соединить тонким и длинным проводом, то их общая емкость будет равна сумме емкостей отдельных шаров, поскольку потенциалы шаров будут одинаковыми, а общий заряд системы равен сумме зарядов шаров.

По этой же причине уединенный шар можно рассматривать как два конденсатора, соединенные между собой параллельно, с емкостями, равными.

6.Электрическое поле заряженного конденсатора можно рассматривать как результат наложения двух полей, созданных каждой обкладкой конденсатора. Если поля, создаваемые обкладками плоского заряженного конденсатора, можно считать однородными, то напряженность поля в конденсаторе будет в 2 раза больше напряженности поля, создаваемое одной бесконечной заряженной плоскостью.

7.Если плоский конденсатор подключить к источнику питания, зарядить его и затем отключить, то при изменении емкости С конденсатора вследствие раздвижения (сближения) или смещения пластин, внесения (удаления) диэлектрика заряд на конденсаторе не меняется.

8.Если батарею конденсаторов, подключить к источнику напряжения и сообщить ей некоторый заряд, то алгебраическая сумма зарядов любой группы обкладок, изолированных от источника, всегда должна быть равна нулю, поскольку заряды в этой группе пластин разделяются вследствие индукции.

В природе существует множество явлений, которые человек до сих пор полностью не понимает. К ним относятся и электрические поля, характеристики которых мы уже умеем достаточно неплохо определять. В то же время воспользоваться ими удается далеко не всегда. Это направление носит скорее теоретический характер и, скорее всего, не даст выгоды в краткосрочной перспективе изучения, а сейчас больший упор делается именно на такие разработки. Таким образом, исследуют возможности таких полей в основном энтузиасты, и ожидать радикальных прорывов в ближайшем будущем точно не стоит.

Что такое электрическое поле

Как и во многих других случаях, начать описание данного явления нужно именно с его определения. С точки зрения современной науки, оно представляет собой специальный вариант материи, созданной при помощи заряженных тел. Обнаружить электрическое поле и его характеристики можно благодаря взаимодействию друг с другом зарядов. Они и есть основные составные элементы данного явления. Обычным зрением обнаружить его невозможно, но у человека много других органов чувств. И вот с их помощью определить наличие такого поля вполне реально. Самый простой пример — поднести руку к экрану телевизора. Он, как и любые другие электронные приборы, создает вокруг себя именно такое поле, на что реагируют волоски на руке. В результате человек получает возможность весьма условно, но все же определять наличие или отсутствие такого явления.

Электрическое и электромагнитное поле

Эти понятия не стоит путать. Основные характеристики электрического поля говорят о том, что оно является частью электромагнитного его аналога. Фактически, в составе этого явления есть два элемента, один из которых обсуждается в этой статье, а второй логично выходит из названия. Это магнитное поле. Они всегда взаимодействуют друг с другом и обычно рассматриваются вместе, но имеют разные особенности, и потому в некоторых случаях их лучше разделять.

Свойства

Зрительно обнаружить такое явление невозможно, как и определить его параметры. Для этого необходимы специальные приборы.
Любое электрическое поле обладает некоторым воздействием на заряды, при помощи которых и возникает. Они же влияют на его обнаружение.
Электрическое поле абсолютно реально и материально. Оно существовало и будет существовать вне зависимости от наших представлений, верований, знаний и так далее.
Любое электрическое поле обладает такими характеристиками, как напряженность, потенциал и напряжение.

Напряженность

Это одна из характеристик электрического поля. Напряженность применяется в том случае, когда требуется определить «количество» такого явления в определенном месте. Представить себе это достаточно сложно, особенно без достаточных знаний по физике, так как показатель этот относится именно к данному направлению науки. Так, данная величина высчитывается как отношение пробного положительного заряда к силе действия. И при этом характеристика относится к векторным показателям. То есть направление ее обязательно аналогично тому, которое воздействует на пробный заряд. Если говорить проще, то напряженность — это сила или мощность электрического поля в конкретное время в определенном месте. Чем этот показатель выше, тем сильнее данное явление воздействует на окружающие предметы или живые существа.

Потенциал

Это еще одна характеристика электрического поля. Потенциал является накопленной энергией, которую явление может использовать для перемещения зарядов. Когда тот начинает двигаться, на это тратится вот этот самый ресурс, и в конечном итоге он становится равным нулю. Накапливается он обратным образом. В качестве примера можно взять все тот же заряд, но расположенный вне электрического поля. Как только некая сила перемещает его внутрь и двигает там, появляется потенциал.

Проще всего это представить на примере обычной пружины. В своем спокойном положении она не имеет никакого потенциала и просто представляет собой изогнутый кусок металла. Но как только мы начнем сдавливать ее, начнет возникать потенциал. Если отпустить пружину, она моментально распрямится и при этом подвинет все предметы, которые сможет, расположенные на ее пути. Если вернуться к рассматриваемым электрическим полям, то в их случае потенциал будет строго соответствовать приложенным усилиям на перемещение заряда. В современной науке этот показатель измеряется вольтами.

Напряжение

Фактически любое такое явление можно описать двумя предыдущими показателями. Но характеристикой электрического поля является и напряжение. Оно является производным от потенциала и показывает, какую именно в количественном соотношении работу произвело явление. На примере той же пружины, напряжение будем тем показателем, на который она развернулась после сжатия. То есть, если потенциал — это общая «накопленная энергия», то этот параметр уже дает понять, сколько именно ее было потрачено на движение зарядов.

Применение

Медицина. Тут применяется система воздействия на пораженное место направленными ионами. В результате они способствуют повышению скорости регенерации, очищают рану, убивают микробов и так далее. Кроме того, свойства и характеристики электрических полей позволяют им «вибрировать» с большой частотой. Эта особенность также используется. Благодаря ей можно повысить температуру некоторых отдельных частей тела, что будет способствовать улучшению кровотока и положительно скажется на здоровье.
Очистка. В этой сфере используется система разделения жидкостей. Так, именно подобная особенность применяется в очистных сооружениях. Вода, в которой растворено огромное количество всевозможного мусора, становится очень вредной. При этом с ней сложно что-то сделать, ведь далеко не все фильтры смогут справиться с проблемой. В такой ситуации и применяются электрические поля, которые разделяют воду, отделяя от нее часть загрязнений. В результате получается достаточно простой, быстрый и дешевый этап очистки.
Химия. Эта наука использует в промышленности то же самое свойство разделения жидкостей. Оно активно применяется в лабораторных условиях, но чаще всего его можно встретить в сфере добычи нефти. В некоторых случаях она получается достаточно загрязненной и требуется потратить много времени средств, чтобы в конечном итоге возник нужный продукт. Справиться с этим сильно помогает электрическое поле. Оно разделяет нефть, убирая большую часть загрязняющих элементов и тем самым значительно облегчая ее дальнейшую обработку.

Существует и множество других вариантов использования. Например, электромагнитное поле, в состав которого входит и рассматриваемое в этой статье явление, может служить беспроводной системой передачи электричества к разным приборам. К сожалению, в большинстве случаев все подобные разработки носят скорее теоретический и экспериментальный характер.

Влияние на человека

Мы все время окружены электрическим полем. Свойства и характеристики его обычно однотипны и постоянны, так что естественный фон, свойственный нашей планете, на человека не оказывает практически никакого влияния. Чуть ярче это воздействие становится заметно во время серьезной грозы, когда кажется, что воздух буквально дрожит от напряжения. Но и это для подавляющего большинства людей не представляет никакой угрозы.

Тем не менее прогресс не стоит на месте, и постоянно появляется большое количество приборов, каждый из которых генерирует свое собственное электрическое поле. Причем оно намного сильнее, чем естественный фон, составляющий 0,5 кВ/м. Разумеется, эта особенность не осталась незамеченной. Уже давно выведено максимально допустимое напряжение, в котором мы можем существовать практически неограниченно. Оно составляет 25 кВ/м. В обычных условиях, даже при активации всех бытовых приборов, этот показатель не превышается. Среднестатистический человек может получить большую «дозу» только при нахождении (причем длительном) в непосредственной близости от высоковольтных проводов. Там уже напряжение значительно выше и долго рядом стоять (и уж тем более работать) крайне не рекомендуется. Даже те специалисты, которые вынуждены по долгу службы находиться рядом с источниками подобных электрических полей, не должны это делать дольше полутора часов в день. Так что, если есть какие-то территории, которые прилегают к ЛЭП, время присутствия там следует максимально ограничить.

Итоги

В рамках этой статьи мы рассмотрели все базовые особенности, свойства и характеристики электрических полей. Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что оно представляет собой весьма интересное явление, полное изучение которого может значительно помочь человечеству в отдаленном будущем.

>>Физика: Электрическое поле

После длительной борьбы теория близкодействия одержала окончательную победу. Расскажем кратко, как это произошло, а также о том, что такое электрическое поле .
Идеи Фарадея. Решительный поворот к представлению о близкодействии был сделан великим английским ученым Майклом Фарадеем, а окончательно завершен английским ученым Джеймсом Максвеллом.
По теории действия на расстоянии один заряд непосредственно чувствует присутствие другого. При перемещении одного из зарядов, например A (рис. 14.6 ), сила, действующая на другой заряд — B , мгновенно изменяет свое значение. Причем ни с самим зарядом B , ни с окружающим его пространством никаких изменений не происходит.

Согласно идее Фарадея электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле . Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот. По мере удаления от заряда поле ослабевает. Первоначально эта идея выражала лишь уверенность Фарадея в том, что действие одного тела на другое через пустоту невозможно.
Доказательств существования поля не было. Такие доказательства и нельзя получить, исследуя лишь взаимодействие неподвижных зарядов. Успех к теории близкодействия пришел после изучения электромагнитных взаимодействий движущихся заряженных частиц. Вначале было доказано существование переменных во времени полей и только после этого был сделан вывод о реальности электрического поля неподвижных зарядов.
Скорость распространения электромагнитных взаимодействий. Основываясь на идеях Фарадея, Максвелл сумел теоретически доказать, что электромагнитные взаимодействия должны распространяться в пространстве с конечной скоростью .
Это означает, что если слегка передвинуть заряд A (см. рис.14.6), то сила, действующая на заряд В , изменится, но не в то же мгновение, а лишь спустя некоторое время:

где АВ — расстояние между зарядами, а с — скорость распространения электромагнитных взаимодействий. Максвелл показал, что скорость с равна скорости света в вакууме, т. е. примерно 300 000 км/с. При перемещении заряда А электрическое поле вокруг заряда В изменится спустя время t . Значит, между зарядами в вакууме происходит какой-то процесс, в результате которого взаимодействие между ними распространяется с конечной скоростью.
Существование определенного процесса в пространстве между взаимодействующими телами, который длится конечное время, — вот главное, что отличает теорию близкодействия от теории действия на расстоянии. Все прочие аргументы в пользу той или другой теории не могут считаться решающими. Правда, эксперимент по проверке равенства (14.6) при перемещении зарядов трудно осуществить из-за большого значения скорости с . Но в этом сейчас, после изобретения радио, нет нужды.
Радиоволны. Передача информации с помощью электромагнитных волн называется радиосвязью . Сейчас вы можете прочитать в газетах, что радиоволны от космической станции, приближающейся к Венере, доходят до Земли за время более чем 4 мин. Станция уже может сгореть в атмосфере планеты, а посланные ею радиоволны еще долго будут блуждать в пространстве. Таким образом, электро-магнитное поле обнаруживает себя как нечто реально существующее.
Что такое электрическое поле? Мы знаем, что электрическое поле существует реально: его свойства можно исследовать опытным путем. Но мы не можем сказать, из чего это поле состоит. Здесь мы доходим до границы того, что известно науке.
Дом состоит из кирпичей, плит и других материалов, которые, в свою очередь, состоят из молекул, молекулы — из атомов, атомы — из элементарных частиц. Более же простых образований, чем элементарные частицы, мы не знаем. Так же обстоит дело и с электрическим полем: ничего более простого, чем поле, мы не знаем. Поэтому о природе электрического поля мы можем сказать лишь следующее:
во-первых, поле материально; оно существует независимо от нас, от наших знаний о нем ;
во-вторых, поле обладает определенными свойствами, которые не позволяют спутать его с чем-либо другим в окружающем мире .
Установление этих свойств и формирует наши представления о том, что такое электрическое поле.
При изучении электрического поля мы сталкиваемся с особым видом материи, движение которой не подчиняется законам механики Ньютона. С открытием электрического поля впервые за всю историю науки появилась глубокая идея: существуют различные виды материи и каждому из них присущи свои свойства.
Основные свойства электрического поля. Главное свойство электрического поля — действие его на электрические заряды с некоторой силой . По действию на заряд устанавливают существование поля, распределение его в пространстве, изучают все его характеристики.
Электрическое поле неподвижных зарядов называют электростатическим . Оно не меняется со временем. Электростатическое поле создается только электрическими зарядами. Оно существует в пространстве, окружающем эти заряды, и неразрывно с ними связано.
По мере изучения электродинамики мы будем знакомиться с новыми свойствами электрического поля. Познакомимся и с переменным во времени электрическим полем, которое уже не связано с зарядами неразрывно.
Многие свойства статических и переменных полей совпадают. Однако имеются между ними и существенные различия. Говоря о свойствах поля, мы будем называть это поле просто электрическим, если данное свойство в равной мере присуще как статическим, так и переменным полям.
Согласно теории близкодействия взаимодействие между заряженными частицами осуществляется посредством электрического поля. — это особая форма материи, существующая независимо от наших представлений о нем. Доказательства реальности электрического поля — конечная скорость распространения электромагнитных взаимодействий и действие поля на заряженные тела.

???
1. В чем состоит отличие теории близкодействия от теории действия на расстоянии?
2. Каковы основные свойства электростатического поля?

Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку,

Лекция на тему «Основные свойства и характеристики электрического поля»

Электротехника и электроника – 2

Задание для обучающихся с применением дистанционных образовательных технологий и электронного обучения

Дата 03. 12

Группа А-19

Учебная дисциплина ОП.03 Электротехника и электроника

Тема занятия Основные свойства и характеристики электрического поля

Форма лекция

План занятия

1 Введение. Характеристика учебной дисциплины «Электротехника и электроника», ее место и роль в профессиональной подготовке специалистов. Основные этапы развития отечественной электроэнергетики

2 Основные свойства и характеристики электрического поля

Задание

— Прочитать лекцию

ЛЕКЦИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Характеристика учебной дисциплины «Электротехника и электроника», ее место и роль в профессиональной подготовке специалистов

Существование человеческого общества требует постоянных затрат энергии. Уровень производства и потребления энергии в значительной степени характеризует уровень производительных сил общества.

Электрическая энергия – вторичная форма энергии, не существующая в готовом виде в природе. Более 100 лет назад электротехника только зарождалась. Жизнь современного общества представить себе без применения электрической энергии невозможно.

Дисциплина «Электротехника и электроника» является базовой для изучения тем профессионального модуля, связанных с электрическими аппаратами, электронными устройствами, электрическими машинами.

Электротехника – отрасль науки и техники, связанная с получением, преобразованием и использованием электрической энергии в практической деятельности человека, охватывающая вопросы применения электромагнитных явлений в различных отраслях промышленности и в быту.

Электроника – отрасль науки и техники, связанная с созданием и описанием физических принципов работы новых электронных приборов и устройств или электронных схем на их основе.

Широкое распространение в современной промышленности и на транспорте электрическая энергия получила благодаря её преимуществам перед другими видами энергии:

— любой вид энергии можно легко преобразовать в электрическую;

— электрическую энергию можно передавать на любые расстояния. Это даёт возможность строить электростанции в тех местах, где имеются природные энергетические ресурсы, и передавать её в места, где расположены источники промышленного сырья, но нет местной энергетической базы;

— возможность преобразования электрической энергии в другие виды энергии;

— процессы получения, передачи и потребления электроэнергии легко поддаются автоматизации;

— возможность трансформации электрической энергии;

— процессы, в которых используется электрическая энергия, допускают простое управление (нажатие кнопки выключателя и т.д.).

Единственным недостатком электрической энергии является невозможность запасать её в больших количествах и сохранять эти запасы в течение длительного времени.

Основные этапы развития отечественной электроэнергетики

С электрическими явлениями люди были знакомы давно, но практическое использование их началось только в конце 19 века, после создания Дж. К. Максвеллом классической электродинамики. Изобретение радио А. С. Поповым и Г. Маркони — одно из важнейших применений принципов новой теории. Впервые в истории человечества научные исследования предшествовали техническим применениям. Если паровая машина была построена задолго до создания теории теплоты (термодинамики), то сконструировать электродвигатель или осуществить радиосвязь оказалось возможным только после открытия и изучения законов электродинамики.

Тогда в Европе появились первые электрические звонки, электрические утюги и т.д. В России электротехническая промышленность, электрификация транспорта началась после Октябрьской революции, началось строительство электростанций. Гидроэлектростанции Братская, Саяно-Шушенская, Красноярская являются самыми крупными в мире. Первая атомная электростанция была построена в 1954 году в городе Обнинск под Москвой.

В 1926 году электрифицирован первый участок железной дороги Баку — Сураханы.

Основоположником электротехники в России считают М.В. Ломоносова. Он создал первую лабораторию по изучению электрических явлений, предсказал возможность передачи электрической энергии на расстояние. Немало открытий на счету русских ученых и инженеров. П.Н. Яблочков создал генератор переменного тока и трансформатор; М.О. Доливо–Добровольский разработал систему трёхфазного тока; А.С. Попов осуществил первую радиопередачу волн на расстояние; А.Н. Лодыгин изобрёл первую электрическую лампочку и т.д. В процессе изучения электротехники мы познакомимся с работами этих ученых и многих других.

Важную роль в открытии законов и явлений электротехники принадлежат зарубежным ученым: А. Амперу, Ш. Кулону, Г. Ому, Н. Тесла, Г. Кирхгофу и т.д., имена которых носят основные законы электротехники и единицы измерения главных электрических величин.

Тема 1.1 Электрическое поле

1 Основные свойства и характеристики электрического поля

Теория, объясняющая электрические свойства тел, наличием в них электронов и их движением, носит название электронной теорией.

Как известно, все вещества, как простые, так и сложные, состоят из молекул, а молекулы из атомов. Строение атома весьма сложно, но упрощенно его можно представить в виде ядра, окруженного оболочкой. Оболочка образована из постоянно движущихся с очень большой скоростью мельчайших частиц – электронов. Число электронов в нейтральном атоме в точности равно числу протонов ядра атома. Количество электронов в атомах различных веществ неодинаково. Например, атом водорода имеет один электрон, а атом натрия 11 электронов, вращающихся по трём орбитам.

Рисунок 1 – Модель атома

Ядро и электроны обладают энергией. Ядро имеет положительную энергию, электроны – отрицательную. Если величина энергии ядра и электронов в атоме одинакова, то такой атом является нейтральным.

Но если атом теряет один или несколько электронов, то положительная энергия преобладает и атом превращается в положительный ион.

Если атом принимает один или несколько электронов, то превращается в отрицательный ион. Процесс превращения атомов в ионы называется ионизацией.

Если в объёме тела преобладает положительная или отрицательная энергия, то говорят, что тело заряжено. Количество электричества, содержащегося в заряженном теле, называется зарядом. Величина заряда обозначается в системе СИ – Q, q, а единица измерения Кл (Кулон). В конце 19 века был открыт электрон — носитель отрицательного электрического заряда, в начале 20 века, — протон, обладающий таким же по величине положительным зарядом. Заряд электрона равен е=16·10-20 Кл. Если по проводу прошло 6,29·1018 е, то говорят, что по проводу прошло количество электричества в 1 Кл.

Вокруг любого заряженного тела существует электрическое поле. Увидеть электрическое поле невозможно, а судить о наличие его можно по механическим силам, которые испытывают неподвижные заряженные тела, вносимые в это поле.

На рисунках электрическое поле изображается электрическими силовыми линиями, которые начинаются на положительном заряде и заканчиваются на отрицательном (рисунок 2).

Рисунок 2 – Изображение электрического поля

Разноименные заряды, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга, притягиваются друг к другу. Одноименные заряды, вследствие встречного направления силовых линий электрического поля, отталкиваются.

Один из основных законов электростатики, определяющий величину и направление силы взаимодействия между двумя неподвижными точечными электрическими зарядами. Установлен Ш. О. Кулоном в 1785 г.

В своих опытах Кулон измерял силы притяжения и отталкивания заряженных шариков с помощью крутильных весов, измерял взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела, размерами которых в условиях данной задачи можно пренебречь, принято называть точечными зарядами.

На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:

Сила взаимодействия двух неподвижных заряженных тел пропорциональна произведению величин зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и зависит от среды

где Q1, Q2 — величины зарядов, Кл; r – расстояние между центрами зарядов, м; ε_а – абсолютная диэлектрическая проницаемость среды.

k=9∙10⁹ Н м² / Кл²

Сила F направлена по прямой, соединяющей взаимодействующие заряды, т. е.

является центральной. Эта сила называется кулоновской силой. Кулоновские силы могут быть как силами притяжения, так и силами отталкивания. Если F<0 для разноименных зарядов, то между зарядами действует сила притяжения, если F>0 для одноименных зарядов, то между зарядами действует сила отталкивания. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними.

Различные вещества имеют разную абсолютную диэлектрическую проницаемость. Она определяется произведением относительной диэлектрической проницаемости и диэлектрической проницаемости вакуума.

𝜀_𝑎= 𝜀 ∙ 𝜀₀

где ε_о – электрическая постоянная, равная 8,85·10^-12 Ф/м;

ε – относительная диэлектрическая проницаемость среды, безразмерная величина, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия между зарядами в данной среде меньше силы их взаимодействия в вакууме.

Относительная диэлектрическая проницаемость не имеет размерности. Для большинства диэлектриков она лежит в пределах 1-10, относительно мало зависит от электрических условий и температуры, а поэтому считается постоянной. Так как для парафинированной бумаги ε=4,3, то абсолютная диэлектрическая проницаемость бумаги в 4,3 раза больше электрической постоянной и составляет ε_а=ε·ε_о=4,3·8,85·10¹²=38·10^-12 Ф/м.

Небольшая группа диэлектриков, называемая сегнетоэлектриками (титанат бария, титанат свинца и др.), имеет очень высокую проницаемость ε (порядка многих тысяч), которая сильно зависит от электрических условий и температуры.

В качестве количественного показателя электрического поля вводится такое понятие, как напряжённость электрического поля – это силовая характеристика точки поля. Суть этой характеристики в том, что поле действует на любой заряд внутри его с некоторой определённо силой, а, следовательно, эту силу можно измерить и определить интенсивность её воздействия.

Другими словами, напряжённость–это отношение силы, действующей на заряд, к величине этого заряда. В электротехнике с помощью напряжённости электрического поля характеризуют его интенсивность. Напряжённость можно назвать основной характеристикой электрического поля. Это векторная величина, направление которой совпадает с касательной в любой точке силовой линии.

Рисунок 3 – Направление вектора напряженности электрического поля

У электрического поля можно измерить различные количественные характеристики, можно определить его интенсивность и силу воздействия. По этим показателям можно судить о том воздействии, которое оно может оказывать на тела и на человека.

Но у электрического поля есть и другая характеристика, которую можно назвать запасом энергии. Этот запас энергии является способностью электрического поля совершать работу. Энергию можно накопить, для этого, например, можно сжать или растянуть пружину, при этом пружина будет совершать определённую работу за счёт той энергии, которая появляется в ней. Точно также обстоит дело и с электрическим полем. Стоит только внести в него заряженное тело или частицу, то сразу высвобождается запас энергии. Заряд начинает двигаться вдоль силовых линий поля, а, следовательно, он совершает определённую работу. Энергия сосредоточена в каждой точке электрического поля и может высвобождаться в такие моменты.

Для этой характеристики электрического поля ввели специальное понятие – электрический потенциал. Он существует для каждой конкретной точки и его значение будет равно той работе, которую совершат силы при перемещении заряда.

Единица измерения потенциала вольт.

Понятие электрического потенциала аналогично понятию уровня для различных точек земной поверхности. Очевидно, что для подъема локомотива в точку Б (рисунок 4) нужно затратить большую работу, чем для подъема его в точку А. Поэтому локомотив, поднятый на уровень Н2, при спуске сможет совершить большую работу, чем локомотив, поднятый на уровень Н2. За нулевой уровень, от которого производится отсчет высоты, принимают обычно уровень моря.

Рисунок 4

Следовательно, электрический потенциал – это энергетическая

характеристика точки электрического поля, которая определяет запас энергии, работу, которую можно будет совершить.

Рисунок 5

Когда птичка сидит на проводе каждая её лапка попадает под один и тот же потенциал. Поэтому — то напряжение между лапками птицы равно нулю.

Единственный вариант, когда птица может случайно погибнуть, так это если она коснется соседнего провода, продолжая сидеть на первом. К счастью, провода чаще всего расположены довольно далеко друг от друга, поэтому весьма редко птица может задеть крылом и соседний провод при взлете. Таким образом, птицы и не погибают от разности потенциалов, когда сидят на высоковольтных проводах

Каждая точка электрического поля обладает потенциалом, а между двумя разными точками образуется разница потенциалов. Напряжение – один из наиболее важных показателей электрической цепи, представляет собой разность потенциалов двух точек электрической цепи. Обозначается напряжение буквой U. Напряжение, как и потенциал, измеряется в вольтах (В) или в производных единицах – киловольтах (кВ) 1 кВ=10³ В, милливольтах (мВ) 1 мВ=10^-3 В. Прибором для измерение напряжения является вольтметр. Вольтметр включается параллельно тому устройству, на котором необходимо измерить напряжение (рисунок 6)

Рисунок 6

Что такое электрическое поле? Определение, типы и свойства

Определение: Область вокруг электрического заряда, в которой действует напряжение или электрическая сила, называется электрическим полем или электростатическим полем. Если величина заряда велика, это может создать огромное напряжение вокруг области. Электрическое поле обозначается символом E. Единица измерения электрического поля в системе СИ — ньютон на кулон, что равно вольтам на метр.

Электрическое поле представлено воображаемыми силовыми линиями.Для положительного заряда силовая линия выходит из заряда, а для отрицательного заряда силовая линия будет двигаться к заряду. Электрическое поле для положительных и отрицательных зарядов показано ниже

Рассмотрим единичный заряд Q, помещенный в вакуум. Если рядом с Q поместить другой заряд q, то согласно закону Кулона заряд Q приложит к нему силу. Заряд Q создает вокруг себя электрическое поле, и когда рядом с ним помещается любой другой заряд, электрическое поле Q прикладывает к нему силу.Электрическое поле, создаваемое зарядом Q в точке r, равно

где Q — удельный заряд
r — расстояние между зарядами

Заряд Q прилагает силу к заряду q, выражается как

Заряд q также прилагает к заряду Q равную и противоположную силу.

Типы электрического поля

Электрическое поле в основном подразделяется на два типа. Это однородное электрическое поле и неоднородное электрическое поле.

1. Равномерное электрическое поле

Когда электрическое поле постоянно в каждой точке, это поле называется однородным электрическим полем.Постоянное поле получается путем размещения двух проводников параллельно друг другу, и разность потенциалов между ними остается одинаковой в каждой точке.

2. Неоднородное электрическое поле

Поле, которое нерегулярно в каждой точке, называется неоднородным электрическим полем. Неоднородное поле имеет разную величину и направление.

Свойства электрического поля

Ниже приведены свойства электрического поля.

Линии поля никогда не пересекаются.
Они перпендикулярны поверхностному заряду.
Поле сильное, когда линии расположены близко друг к другу, и слабое, когда силовые линии удаляются друг от друга.
Количество силовых линий прямо пропорционально величине заряда.
Силовая линия электрического поля начинается от положительного заряда и заканчивается отрицательным зарядом.
Если заряд одиночный, то они начинаются или заканчиваются на бесконечности.
Линии кривые непрерывны в свободной области.

Когда электрическое и магнитное поля объединяются, они образуют электромагнитное поле.

линий электрического поля | Блестящая вики по математике и науке

Силовые линии электрического поля обладают некоторыми важными и интересными свойствами, давайте изучим их.

Линии электрического поля всегда начинаются с положительного заряда и заканчиваются отрицательным, поэтому они не образуют замкнутых кривых. Они не запускаются и не останавливаются в промежуточном пространстве
Количество линий электрического поля, покидающих положительный заряд или входящих в отрицательный, пропорционально величине заряда.
Линии электрического поля никогда не пересекаются.
В однородном электрическом поле силовые линии прямые, параллельные и равномерно разнесенные.
Линии электрического поля никогда не могут образовывать замкнутые петли, поскольку линии никогда не могут начинаться и заканчиваться на одном заряде.
Эти силовые линии всегда перетекают от более высокого потенциала к более низкому.
Если электрическое поле в данной области пространства равно нулю, силовых линий не существует.
Касательная к прямой в любой точке дает направление электрического поля в этой точке.Кроме того, это путь, по которому будет двигаться положительный тестовый заряд, если он свободен.

Почему силовые линии электрического поля не пересекаются ???
Если линии электрического поля пересекаются, то в точке их пересечения можно провести две касательные. Таким образом, напряженность электрического поля в точке будет иметь два направления, что абсурдно.

а) только а) и в) а) и б) б) только

На приведенной выше диаграмме показаны силовые электрические и эквипотенциальные линии на определенной плоскости.Какое из следующих утверждений верно?

a) Электрический потенциал в точке A выше, чем в точке B .
б) Напряженность электрического поля в точке A такая же, как и в точке B .
c) Работа, совершаемая электрической силой, когда электрически заряженная частица перемещается из точки B в точку C вдоль эквипотенциальной линии, равна нулю.

Почему внутри проводника нет силовых линий электрического поля? ??
Это из-за того, что электрическое поле внутри проводника равно нулю! !!

Когда электрическое поле считается однородным ???
Электрическое поле называется однородным, если оно имеет одинаковую величину и направление в данной области пространства.

И A, и B имеют одинаковый знак. Если мы поместим положительный заряд в P, он будет тянуться к B. Напряженность электрического поля в точке P больше, чем в точке Q.Количество электрического заряда A больше, чем у B.

На приведенной выше диаграмме показаны силовые линии электрического поля, создаваемые двумя точечными зарядами A и B . Какое из следующих объяснений НЕ правильное?

См. Также

Свойства материалов в сильном электрическом поле

Содержание главы
Содержание книги

Последние тенденции и перспективы на будущее

2017, страницы 791-823

https: // doi.org / 10.1016 / B978-0-12-801300-7.00022-XПолучить права и содержание

Реферат

Существующие требования к высокопроизводительным инженерным материалам для улучшения социальных и технологических ценностей требуют исследований и разработок материалов в экстремальных условиях термодинамических или физических параметров . В частности, потребность в более новых и более дешевых материалах для применения в экстремальных электрических полях является актуальной из-за их важности в промышленных приложениях с высокой электрической нагрузкой, удержанием и удержанием чрезвычайно высокого электрического поля и передачей электроэнергии на большие расстояния.Исследования таких материалов для хранения и изоляции сильного электрического поля — вековая деятельность, однако более поздние разработки экспериментального оборудования и понимание поведения носителей заряда и механизма проводимости в материале сделали эту тему передовой областью исследований. современные исследования. Материалы с высокой диэлектрической проницаемостью, низкой утечкой и чрезвычайно высоким напряжением пробоя были одним из таких классов, которые широко использовались в силовых электронных схемах и миниатюризации электронных устройств.Точно так же материалы с чрезвычайно низким сопротивлением и сверхпроводники становятся важными для кабелей с высокой плотностью тока и изготовления больших электромагнитов. Кроме того, исследования материалов связаны с улучшением изоляционных материалов для изоляции кабелей высокого напряжения. В этой главе будут представлены различные электрические явления в сильном электрическом поле и их влияние на характеристики. Также будут кратко рассмотрены такие явления, как электрический разряд и пробой.

Ключевые слова

Пробой

Диэлектрик

Электрический разряд

Проводник электрического поля

Электрические свойства

Изолятор

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Ссылки на статьи

Учебное пособие по физике: Линии электрического поля

В предыдущем разделе Урока 4 обсуждалась векторная природа напряженности электрического поля.Величина или напряженность электрического поля в пространстве, окружающем заряд источника, напрямую связана с количеством заряда на заряде источника и обратно пропорционально расстоянию от источника заряда. Направление электрического поля всегда направлено в том направлении, в котором положительный испытательный заряд будет выталкиваться или вытягиваться, если его поместить в пространство, окружающее исходный заряд. Поскольку электрическое поле является векторной величиной, его можно представить векторной стрелкой. В любом заданном месте стрелки указывают направление электрического поля, а их длина пропорциональна напряженности электрического поля в этом месте.Такие векторные стрелки показаны на схеме ниже. Обратите внимание, что длины стрелок больше, когда они ближе к источнику заряда, и короче, когда они дальше от источника.

Более полезным средством визуального представления векторной природы электрического поля является использование силовых линий электрического поля. Вместо того, чтобы рисовать бесчисленные векторные стрелки в пространстве, окружающем заряд источника, возможно, более полезно нарисовать узор из нескольких линий, которые проходят между бесконечностью и зарядом источника.Эти линии, иногда называемые линиями электрического поля , указывают в направлении, в котором положительный тестовый заряд будет ускоряться, если поместить их на линию. Таким образом, линии направлены от положительно заряженных исходных зарядов к отрицательно заряженным исходным зарядам. Для передачи информации о направлении поля каждая линия должна включать стрелку, указывающую в соответствующем направлении. Схема силовых линий электрического поля может включать бесконечное количество линий.Поскольку рисование такого большого количества линий снижает удобочитаемость рисунков, количество линий обычно ограничено. Присутствия нескольких линий вокруг заряда обычно достаточно, чтобы передать природу электрического поля в пространстве, окружающем эти линии.

Правила построения диаграмм электрического поля

Существует множество условных обозначений и правил для рисования таких моделей линий электрического поля.Условные обозначения просто установлены для того, чтобы рисунки линий электрического поля передавали наибольший объем информации о природе электрического поля, окружающего заряженный объект. Одно из распространенных правил — окружать более заряженные объекты большим количеством линий. Предметы с большим зарядом создают более сильные электрические поля. Окружив сильно заряженный объект большим количеством линий, можно передать силу электрического поля в пространстве, окружающем заряженный объект, с помощью линейной плотности.Это соглашение изображено на диаграмме ниже.

Плотность линий, окружающих любой данный объект, не только раскрывает информацию о количестве заряда в исходном заряде, но и плотность линий в определенном месте в пространстве раскрывает информацию о напряженности поля в этом месте. Рассмотрим объект, показанный справа. На разных расстояниях от заряда источника нарисованы два разных круглых сечения. Эти поперечные сечения представляют области пространства ближе и дальше от источника заряда.Силовые линии расположены ближе друг к другу в областях пространства, ближайших к заряду; и они разбросаны дальше друг от друга в наиболее удаленных от заряда областях пространства. Основываясь на соглашении относительно линейной плотности, можно было бы заключить, что электрическое поле наибольшее в местах, наиболее близких к поверхности заряда, и, по крайней мере, в местах, удаленных от поверхности заряда. Плотность линий в структуре силовых линий электрического поля раскрывает информацию о силе или величине электрического поля.

Второе правило рисования линий электрического поля включает рисование силовых линий, перпендикулярных поверхностям объектов в местах, где линии соединяются с поверхностями объектов. На поверхности объектов как симметричной, так и неправильной формы никогда не бывает компонента электрической силы, направленной параллельно поверхности. Электрическая сила и, следовательно, электрическое поле всегда направлены перпендикулярно поверхности объекта. Если бы когда-либо существовала какая-либо составляющая силы, параллельная поверхности, то любой избыточный заряд, находящийся на поверхности заряда источника, начал бы ускоряться.Это привело бы к возникновению электрического тока внутри объекта; это никогда не наблюдается в статическом электричестве . Как только силовая линия покидает поверхность объекта, она часто меняет свое направление. Это происходит при рисовании линий электрического поля для конфигураций из двух или более зарядов, как описано в разделе ниже.

Последнее правило рисования линий электрического поля включает пересечение линий. Линии электрического поля никогда не должны пересекаться. Это особенно важно (и соблазнительно нарушить) при рисовании линий электрического поля в ситуациях, связанных с конфигурацией зарядов (как в разделе ниже).Если бы силовым линиям электрического поля было позволено пересекаться друг с другом в данном месте, вы могли бы представить себе результаты. Линии электрического поля раскрывают информацию о направлении (и силе) электрического поля в определенной области пространства. Если линии пересекают друг друга в данном месте, тогда должны быть два отчетливо разных значения электрического поля с их собственным индивидуальным направлением в этом заданном месте. Этого никогда не могло быть. Каждое отдельное место в космосе имеет свою собственную напряженность электрического поля и направление, связанное с ней.Следовательно, линии, представляющие поле, не могут пересекать друг друга в любом заданном месте в пространстве.

Линии электрического поля для конфигураций из двух и более зарядов

В приведенных выше примерах мы видели силовые линии электрического поля в пространстве, окружающем точечные заряды. Но что, если область пространства содержит более одного точечного заряда? Как можно описать электрическое поле в пространстве, окружающем конфигурацию из двух или более зарядов, линиями электрического поля? Чтобы ответить на этот вопрос, мы сначала вернемся к нашему первоначальному методу рисования векторов электрического поля.

Предположим, что есть два положительных заряда — заряд A (Q _A) и заряд B (Q _B) — в данной области пространства. Каждый заряд создает собственное электрическое поле. В любом заданном месте вокруг зарядов напряженность электрического поля можно рассчитать с помощью выражения kQ / d ². Поскольку есть два заряда, расчет kQ / d ² необходимо будет выполнить дважды в каждом месте — один раз с kQ _A / d _A ² и один раз с kQ _B / d _B ² (d _A — это расстояние от этого места до центра заряда A, а d _B — расстояние от этого места до центра заряда B).Результаты этих вычислений проиллюстрированы на диаграмме ниже с векторами электрического поля (E _A и E _B), нарисованными в различных местах. Сила поля обозначается длиной стрелки, а направление поля обозначается направлением стрелки.

Поскольку электрическое поле является вектором, обычные операции, применяемые к векторам, могут быть применены к электрическому полю. То есть они могут быть добавлены по схеме «голова к хвосту» для определения результирующего или результирующего вектора электрического поля в каждом месте.Это показано на схеме ниже.

Схема выше показывает, что величина и направление электрического поля в каждом месте — это просто векторная сумма векторов электрического поля для каждого отдельного заряда. Если выбрано больше местоположений и процесс рисования E _A, E _B и E _net повторяется, тогда напряженность и направление электрического поля во множестве местоположений будут известны. (Это не делается, так как это очень трудоемкая задача.В конце концов, линии электрического поля, окружающие конфигурацию двух наших зарядов, начнут проявляться. Для ограниченного числа точек, выбранных в этом месте, можно увидеть начало рисунка силовых линий электрического поля. Это показано на диаграмме ниже. Обратите внимание, что для каждого местоположения векторы электрического поля касаются направления линий электрического поля в любой данной точке.

Построение силовых линий электрического поля таким способом — утомительная и громоздкая задача.Использование компьютерной программы для построения полевых графиков или лабораторной процедуры дает аналогичные результаты за меньшее время (и с большим количеством операций). Независимо от метода, используемого для определения структуры силовых линий электрического поля для конфигурации зарядов, общая идея состоит в том, что образец является результатом структур для отдельных зарядов в конфигурации. Картины силовых линий электрического поля для других конфигураций заряда показаны на диаграммах ниже.

На каждой из приведенных выше диаграмм заряды отдельных источников в конфигурации имеют одинаковую величину заряда.Имея одинаковое количество заряда, каждый исходный заряд имеет одинаковую способность изменять окружающее его пространство. Следовательно, узор является симметричным по своей природе, и количество линий, исходящих от заряда источника или идущих к заряду источника, одинаково. Это усиливает обсуждавшийся ранее принцип, согласно которому плотность линий, окружающих любой заданный заряд источника, пропорциональна количеству заряда на этом заряде источника. Если количество заряда на исходном заряде не идентично, рисунок примет асимметричный характер, поскольку один из исходных зарядов будет иметь большую способность изменять электрическую природу окружающего пространства.Это показано на рисунках силовых линий электрического поля ниже.

После построения диаграмм линий электрического поля для различных конфигураций заряда можно предсказать общие модели для других конфигураций. Есть ряд принципов, которые помогут в таких прогнозах. Эти принципы описаны (или повторно описаны) в списке ниже.

Линии электрического поля всегда проходят от положительно заряженного объекта к отрицательно заряженному объекту, от положительно заряженного объекта к бесконечности или от бесконечности к отрицательно заряженному объекту.
Силовые линии электрического поля никогда не пересекаются.
Линии электрического поля наиболее плотны вокруг объектов с наибольшим зарядом.
В местах, где силовые линии электрического поля встречаются с поверхностью объекта, линии перпендикулярны поверхности.

Линии электрического поля как невидимая реальность

В Уроке 4 подчеркивалось, что концепция электрического поля возникла, когда ученые пытались объяснить действие на расстоянии, которое происходит между заряженными объектами.Понятие электрического поля было впервые введено физиком 19 века Майклом Фарадеем. Фарадей считал, что рисунок линий, характеризующий электрическое поле, представляет собой невидимую реальность. Вместо того чтобы мыслить в терминах влияния одного заряда на другой, Фарадей использовал концепцию поля, чтобы предположить, что заряженный объект (или массивный объект в случае гравитационного поля) влияет на пространство, которое его окружает. Когда другой объект входит в это пространство, на него влияет поле, установленное в этом пространстве.С этой точки зрения видно, что заряд взаимодействует с электрическим полем, а не с другим зарядом. Для Фарадея секрет понимания действия на расстоянии заключается в понимании силы заряда-поля-заряда. Заряженный объект посылает свое электрическое поле в космос от «съемника до шкива». Каждый заряд или конфигурация зарядов создает сложную сеть влияния в окружающем его пространстве. Хотя линии невидимы, эффект очень реален. Поэтому, когда вы практикуете упражнение по построению силовых линий электрического поля вокруг зарядов или конфигурации зарядов, вы делаете больше, чем просто рисуете извилистые линии.Скорее, вы описываете наэлектризованную паутину пространства, которая притягивает и отталкивает другие заряды, попадающие в нее.

Мы хотели бы предложить … Иногда просто прочитать об этом недостаточно. Вы должны с ним взаимодействовать! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного приложения «Положите заряд в цель» и / или интерактивного интерфейса «Линии электрического поля».Оба интерактивных компонента можно найти в разделе Physics Interactives на нашем веб-сайте. Оба Interactives обеспечивают увлекательную среду для исследования силовых линий электрического поля.

Проверьте свое понимание

Используйте свое понимание, чтобы ответить на следующие вопросы. По завершении нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.

1. На диаграммах ниже показаны несколько диаграмм направленности силовых линий электрического поля.Какие из этих шаблонов неверны? _________ Объясните, что не так во всех неправильных схемах.

2. Эрин Агин нарисовала следующие силовые линии электрического поля для конфигурации из двух зарядов. Что Эрин сделала не так? Объяснять.

3. Рассмотрите силовые линии электрического поля, показанные на диаграмме ниже.Из диаграммы видно, что объект A — это ____, а объект B — ____.

а. +, +

г. -, —

г. +, —

г. -, +

e. недостаточно информации

4.Рассмотрим линии электрического поля, нарисованные справа для конфигурации из двух зарядов. На схеме обозначено несколько мест. Расположите эти места в порядке убывания напряженности электрического поля — от наименьшего к наибольшему.

5. Используйте свое понимание силовых линий электрического поля для определения зарядов на объектах в следующих конфигурациях.

6.Наблюдайте за линиями электрического поля ниже для различных конфигураций. Ранжируйте предметы, у которых есть наибольшая величина электрического заряда, начиная с наименьшего заряда.

Локальные электрические поля и молекулярные свойства в гетерогенных средах благодаря поляризуемому внедрению

В спектроскопии локальное поле, испытываемое молекулой, погруженной в окружающую среду, будет отличаться от приложенного извне электромагнитного поля, и это различие может значительно изменить отклик и переходные свойства молекулы.Модель поляризуемого встраивания (PE) ранее была разработана для моделирования вклада локального поля, обусловленного прямым взаимодействием между молекулой и окружающей средой свойств электромагнитного отклика молекул в растворе, а также в гетерогенных средах, таких как белки. Здесь мы представляем расширение этого подхода для рассмотрения дополнительного эффективного эффекта внешнего поля, , то есть , проявлений поляризации окружающей среды, индуцированной внешним полем, что позволяет рассчитывать свойства, определенные в терминах внешнего поля.В рамках ответа мы сообщаем о расчетах свойств одно- и двухфотонного поглощения (1PA и 2PA, соответственно) кластеров PRODAN-метанол, а также флуоресцентного белка DsRed. Наши результаты демонстрируют необходимость учета как динамического поля реакции, так и эффективных вкладов внешнего поля в локальное поле для воспроизведения полных квантово-химических эталонных расчетов. Для низшего перехода π → π * в DsRed учет эффективных эффектов внешнего поля приводит к 1.Уменьшение сечения 1PA и 2PA в 9 и 3,5 раза соответственно. Однако на эффективное внешнее поле сильно влияет неоднородность белковой матрицы, и результирующий эффект может привести либо к экранированию, либо к усилению в зависимости от природы рассматриваемого перехода.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

электрических полей в материи — Nexus Wiki

Что мы подразумеваем под «полями в материи»?

В наших предыдущих обсуждениях мы определили электрическое поле и электрический потенциал, ощущаемый пробным зарядом, посмотрев на все другие заряды и сложив их влияние на пробный заряд.Это требует идентификации всех заряженных частиц. Но на самом деле он смотрит на «частицы и заряды в вакууме», потому что, если поблизости есть какая-либо другая материя (под материей мы подразумеваем любые атомы или молекулы), она содержит как положительные, так и отрицательные заряды (электроны), которые будут влиять на электрическое поле. и электрический потенциал, ощущаемый при испытательном заряде. Большая часть биологии происходит внутри сложной материи, часто в жидкости, поэтому очень важно узнать, как окружающая материя и ее положительные и отрицательные заряды влияют на электрические поля и потенциалы, ощущаемые пробным зарядом.

Давайте начнем с одной важной оговорки относительно полей и потенциалов в материи: электрическое поле и потенциал становятся действительно сложными, когда мы действительно приближаемся к атомному масштабу! Поскольку силы и поля увеличиваются с уменьшением расстояния между зарядами, очень близко к любому заряду в материале поле становится огромным и сложным. Эта трудность определения свойства не нова при нашем рассмотрении электрических сил и энергий. У нас есть аналогичный опыт с такими величинами, как температура, pH и химическая концентрация.На молекулярном уровне (в нанометровом масштабе) эти количества сильно колеблются в зависимости от того, попадает ли молекула в рассматриваемый нами крошечный объем. Но если мы говорим не об отдельных молекулах, а о более крупных структурах, таких как, например, мембран в масштабе сотен нанометров или pH митохондрий, объем, который мы могли бы рассматривать, будет содержать тысячи атомов. В этом масштабе мы можем легко определить температуру или концентрацию. И в этой шкале мы также согласимся определить электрическое поле и электрический потенциал.Но то, что мы подразумеваем под ними, — это своего рода сглаженное среднее. Истинное электрическое поле или потенциал в молекулярном масштабе так же трудно описать, как и температуру в таком масштабе.

Используем нашу игрушечную модель

В некоторых из наших предыдущих чтений ( Простая электрическая модель: лист заряда, конденсатор) мы сделали «игрушечную модель» системы многих электрических зарядов, распределенных по поверхности. Учитывая эффект каждого отдельного заряда, получился бы ужасающий беспорядок.Нам пришлось бы сложить огромное количество отдельных векторов, каждый со своей величиной и направлением, и у нас действительно не было бы возможности говорить о результате.

Вместо этого мы рассмотрели простую модель, в которой наши заряды считались не отдельными частицами, а гладким распределением, равномерно распределенным по бесконечному плоскому листу. Мы могли (довольно) легко показать, что поле рядом с таким листом было постоянным и перпендикулярным этому листу, и с небольшим расчетом мы могли вычислить напряженность поля, которая, как оказалось, зависела только от плотности заряда на листе.Кроме того, мы вычислили только , когда такая игрушечная модель была бы разумной: пока не было края слишком близко, и пока мы не были так близко к листу, чтобы мы могли видеть эффект индивидуального дискретные начисления.

Эта модель идеально подходит для того, чтобы помочь нам выяснить общее влияние электрического поля на материю, увидеть средние эффекты и определить параметры для его описания. Начнем с простейшего случая: что произойдет, если мы поместим проводник (скажем, металлический блок) в электрическое поле.

Поля в проводнике

В общем, заряды могут свободно перемещаться, а могут и не перемещаться. (См. Обсуждение в разделе «Поляризация».) Если в материи есть заряды, которые могут достаточно свободно перемещаться по всему телу материала, это называется проводником , . Два примера: (1) металл, где подвижные заряды представляют собой электроны, которые разделяются между плотной упаковкой ионов (2) ионная жидкость, где подвижные заряды имеют тенденцию быть ионами, например, Na ⁺ и Cl ^{. —} в виде солевого раствора.В «нейтральном» металле или жидкости положительный и отрицательный заряды уравновешиваются.

Рассмотрите возможность размещения блока проводящего вещества между пластинами конденсатора, состоящего из двух бесконечных пластин с равной и противоположной плотностью поверхностного заряда (внимание игрушечной модели!), Как показано на рисунках ниже. Слева мы показываем конденсатор до того, как был вставлен блок, а справа — то, как он выглядит через мгновение после этого.

Когда мы помещаем проводник между пластинами, электрическое поле от двух пластин будет присутствовать повсюду внутри проводника.В частности, он будет присутствовать на позициях подвижных зарядов внутри проводника. Предположительно, до того, как он был помещен между пластинами, силы, действующие на каждый из подвижных зарядов в проводнике, были уравновешены. Теперь, с добавлением полей от пластин конденсатора, сила больше не уравновешивается. Электроны (если предположить, что это металлический блок) будут двигаться против электрического поля, притягиваясь к пластине положительного конденсатора, отталкиваясь от пластины отрицательного конденсатора.

В результате слой электронов начнет накапливаться на стороне проводника, ближайшей к положительной пластине, оставляя слой несбалансированных ионов на стороне проводника, ближайшей к отрицательной пластине: что-то вроде того, что показано на рисунке в Правильно.

Обратите внимание на слабые красные (розовые) заряды, образующиеся слева от проводника, и слабые синие (голубые) заряды, образующиеся справа от проводника. Они создают два новых слоя заряда, противоположных слоям конденсатора.

Эти листы также будут создавать электрическое поле в проводнике, но в направлении, противоположном исходным пластинам. Это уменьшит общее поле внутри проводника, но пластины конденсатора будут по-прежнему выигрывать и перемещать заряды до тех пор, пока слои несбалансированного заряда, накопившиеся на поверхности проводника, не станут равными по плотности заряда зарядам на пластинах конденсатора, как показано справа.

Тогда поле внутри проводника станет равным нулю и движение зарядов прекратится. Внутри проводника поля не будет. Это дает нам первый результат:

Электрическое поле внутри тела статического проводника (без движущихся зарядов) равно нулю.

Мы включаем ограничение «статика», поскольку если заряды движутся по проводнику — например, когда электрический ток все еще течет, мы можем иметь электрическое поле.

Поскольку изменение потенциала между двумя точками является интегралом электрического поля, умноженного на расстояние, если в проводнике нет поля внутри, не может быть изменения потенциала от одной точки проводника к другой.Это дает нам второй важный результат:

Все тело проводника статического электричества (без движущихся по нему зарядов) находится под одним и тем же потенциалом.

Мы можем увидеть, что произойдет с емкостью конденсатора, если мы поместим в него блок проводников. Поскольку разность потенциалов представляет собой интеграл поля E, умноженного на расстояние ($ ΔV = E \ times d $, если поле постоянное, как в нашей игрушечной модели), если на части расстояния теперь есть электрическое поле 0, это больше не способствует разнице потенциалов.Если наш проводник имеет толщину $ d_c $, тогда поле E будет только на расстоянии $ d — d_c $, поэтому емкость теперь станет больше — мы можем сохранить большее разделение зарядов при более низкой стоимости напряжения:

$$ C = \ frac {k_CA} {d-d_c} $$

Поля в изоляторе: диэлектрическая проницаемость

В то время как для проводников заряды могут двигаться как жидкость, для многих материалов заряды могут двигаться только немного, но не свободно — по сути (еще одна игрушечная модель!), Мы можем думать о зарядах как о привязанных к их контр-зарядам.Полярная молекула может быть переориентирована или заряды на молекуле слегка раздвинуты. Эффект заключается в уменьшении среднего E-поля в материале, поскольку заряды могут немного двигаться, чтобы противодействовать электрическому полю, но они больше не могут двигаться, чтобы противодействовать электрическому полю полностью, пока поле не достигнет нуля. электрическое поле может быть уменьшено, зависит от деталей свойств материала. Уменьшение поля можно измерить, определив, насколько падает напряжение в конденсаторе, когда вы вставляете блок материала внутрь.Подобно обсуждению выше, уменьшение электрического поля в материале приводит к увеличению емкости конденсатора, заполненного материалом.

Мы определяем коэффициент, на который уменьшается среднее поле в данном материале, как диэлектрическая постоянная этого материала, $ κ $ (каппа).

$$ E _ {\ mathrm {внутри \; материала}} = \ frac {1} {\ kappa} E _ {\ mathrm {если \; нет \; материала \; были \; там}} $$

Конечно, это относится к среднему полю E, измеренному путем рассмотрения общего изменения разности потенциалов.«Настоящее» поле E будет сильно колебаться в атомном масштабе.

Подробнее см. На страницах конденсатор и диэлектрическая проницаемость

Предупреждение! Постоянная Кулона, $ k_C $, иногда записывается как $ k_C = 1 / 4πε_0 $. Тогда комбинация $ κε_0 $ иногда определяется как $ ε = κε_0 $. Закон Кулона для электрического поля внешнего заряда внутри вещества можно записать так же, как в свободном пространстве, но с ε в кулоновской постоянной вместо $ ε_0 $. Эта форма включает эффекты поляризации среды.Однако обратите внимание, что в некоторых текстах по химии и биологии «$ ε $» используется для обозначения «$ κ $». Это вводит в заблуждение, поскольку символы «$ ε $» и «$ ε_0 $», которые появляются в одном контексте, имеют разные единицы измерения. Вы часто видите такие вещи, как $ εε_0 $ в одном уравнении, чтобы означать $ κε_0 $. В этом случае очень трудно удерживать единицы прямо.

Стоимость модели игрушки

Чему мы учимся на нашей игрушечной модели? Глядя на все выводы, выделенные курсивом курсивом выше, совсем немного.Самое главное, мы узнали вещи, которые верны во многих обстоятельствах, например, тот факт, что внутри проводника нет поля, когда заряды перестают течь. В то время как анализ применяет нашу игрушечную модель как способ размышления об однородном поле, определения, которые мы разработали, например, диэлектрическая проницаемость будет работать даже на коротких расстояниях, когда силы НЕ однородны (во всяком случае, вплоть до микрометров).

Принцип, согласно которому проводник находится под постоянным потенциалом, оказывается верным, даже если в проводнике есть ток, пока проводник имеет сопротивление 0.Это очень ценный эвристический инструмент для решения проблем с электрическими цепями. (См. Принципы Кирхгофа и последующие примеры.)

Джо Редиш 22.02.12, Вольфганг Лозерт 3/4/13

Недвижимости, Как нарисованы линии электрического поля?

Линии электрического поля: Электрическое поле — это область вокруг заряда, где другие заряды могут ощущать его влияние. Математически электрическое поле в точке равно силе на единицу заряда. Это векторная величина, т.е.\ rm {th} \) века, придумал идею линий электрического поля.

Что означают силовые линии электрического поля?

Линии электрического поля — это представление линий электрического поля на бумаге. Это рисунки, изображающие электрические поля вокруг заряженных объектов с помощью линий и стрелок, что делает их очень полезными для визуализации напряженности и направления поля. Как и все векторы, электрическое поле может быть представлено стрелкой, длина которой пропорциональна его величине и которая указывает в направлении чистого электрического поля в этой точке.

В смысле стрелок на линиях касательная в любой точке к электрическому полю дает направление электрического поля в этой точке.
Величина поля пропорциональна количеству силовых линий на единицу площади, проходящих через небольшую поверхность, перпендикулярную этим линиям.
Таким образом, силовые линии определяют величину, а также направление электрического поля. В точках, где силовые линии расположены близко друг к другу, электрическое поле считается более сильным, а точки, где силовые линии находятся далеко друг от друга, являются точками, где электрическое поле сравнительно слабее.

Фарадей изобрел изображение силовых линий, чтобы разработать интуитивный нематематический способ визуализации электрических полей вокруг заряженных конфигураций. Фарадей назвал их «линиями силы». Этот термин несколько вводит в заблуждение, особенно в отношении магнитных полей, поэтому они были названы «силовыми линиями» (электрическими или магнитными).

Как проводятся линии электрического поля?

Чтобы понять, как рисовать линии поля вокруг точечного заряда, предположим, что точечный заряд находится в начале координат.Из этого заряда векторы рисуются в направлении электрического поля, причем длина каждого вектора показывает силу электрического поля в этой точке.
Электрическое поле из-за точечного заряда изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния между этой точкой и точечным зарядом. Таким образом, вектор электрического поля становится короче по мере того, как мы удаляемся от начала координат в радиальном направлении наружу.

Каждая маленькая стрелка указывает силу, испытываемую единичным положительным зарядом, удерживаемым на конце каждой стрелки; соединяя стрелки в направлении вдоль линии, мы получаем силовую линию электрического поля.Точно так же можно нарисовать множество линий поля, направленных наружу от точечного заряда. Это дает нам направление электрического поля.

Плотность силовых линий представляет величину электрического поля в этой точке. Рядом с зарядом поле сильнее; таким образом, плотность силовых линий больше, а силовые линии намного ближе. Но по мере удаления поля от заряда плотность силовых линий уменьшается. Можно нарисовать бесконечное количество линий, чтобы представить электрическое поле в любой области.

В трех измерениях количество линий на единицу площади поперечного сечения учитывается при расчете плотности силовых линий в регионе. Поскольку электрическое поле изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от точечного заряда, таким образом, площадь, окружающая заряд, увеличивается по мере удаления от заряда. Количество силовых линий, пересекающих ограждающую зону, остается постоянным, независимо от расстояния между зоной и зарядом.

Каковы важные свойства линий электрического поля?

Ниже приведены основные свойства силовых линий электрического поля:

Полевые линии начинаются с положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом.
Линии электрического поля движутся от положительного электрического заряда в сторону отрицательного электрического заряда.
Касательная, проведенная в любой точке силовой линии, дает направление электрического поля в этой точке.
Силовые линии электрического поля входят или выходят из заряженной поверхности нормально.
Силовые линии никогда не пересекаются друг с другом, потому что если они это сделают, то в точке пересечения будет два направления электрического поля.
В однородном электрическом поле силовые линии прямые, параллельные и равномерно разнесенные.
Силовые линии электрического поля не могут проходить через проводник; поэтому электрическое поле внутри проводника всегда равно нулю.
В беззарядной области силовые линии электрического поля представляют собой непрерывные кривые.
Линии электрического поля имеют тенденцию сокращаться по длине из-за силы притяжения между двумя противоположно заряженными объектами.
Электрические силовые линии имеют тенденцию расширяться в боковом направлении, то есть они имеют тенденцию отделяться друг от друга в направлении, перпендикулярном их длине, из-за силы отталкивания между одинаковыми зарядами.

Линии электрического поля вокруг зарядов различной конфигурации

а. Вокруг положительного заряда : Линии электрического поля радиально удалены от положительного заряда.

г. Вокруг отрицательного заряда : Силовые линии электрического поля направлены радиально к отрицательному заряду.

г. Вокруг двух положительных зарядов : Схема линий электрического поля между двумя положительными зарядами одинаковой величины может быть представлена как:

г. Вокруг двух отрицательных зарядов : Схема линий электрического поля между двумя отрицательными зарядами равной величины может быть представлена как:

e. Вокруг положительного и отрицательного заряда : Схема электрического поля, создаваемого двумя равными и противоположными зарядами, может быть представлена как:

Почему линии электрического поля никогда не пересекаются?

Силовые линии электрического поля в определенной области описывают природу электрического поля в системе зарядов. Они также показывают направление напряженности электрического поля в точке в области пространства.Если силовые линии электрического поля пересекаются, то должно быть отчетливо два электрических поля с разными направлениями. Это невозможно, поскольку одно место имеет только одно направление и величину электрического поля, связанного с ним.

Электрическое поле: линия или кривая?

Линии электрического поля показывают графическое отображение электрического поля вокруг конфигурации зарядов. Линия электрического поля, как правило, представляет собой кривую, нарисованную таким образом, что касательная к ней в каждой точке находится в направлении сетевого поля в этой точке.Стрелка на кривой необходима для указания направления электрического поля из двух возможных направлений, обозначенных касательной к кривой. Линия поля — это пространственная кривая, т. Е. Кривая в трех измерениях.

Где поле сильнее на R или на S?

Силовые линии более плотные в местах с сильным полем и дальше друг от друга в области слабого поля. Таким образом, по близости или относительной плотности силовых линий в данных точках мы можем судить о напряженности электрического поля в этой точке.Чтобы сравнить напряженность поля между \ (R \) и \ (S \), представьте равные и маленькие элементы области, размещенные в точках \ (R \) и \ (S \), перпендикулярных линиям поля. Количество линий поля на нашем рисунке, пересекающих элементы площади, пропорционально величине поля в этих точках. Как видно из рисунка, поле в \ (R \) сильнее, чем в \ (S \).

Сводка

Линии электрического поля — это представление линий электрического поля на бумаге. Это рисунки, изображающие электрические поля вокруг заряженных объектов с помощью линий и стрелок, что делает их очень полезными для визуализации напряженности и направления поля.
Ниже приведены основные свойства силовых линий электрического поля:

Полевые линии начинаются с положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом.
Линии электрического поля движутся от положительного электрического заряда в сторону отрицательного электрического заряда.
Касательная, проведенная в любой точке силовой линии, дает направление электрического поля в этой точке.
Силовые линии электрического поля входят или выходят из заряженной поверхности нормально.
Силовые линии никогда не пересекаются друг с другом, потому что если они это сделают, то в точке пересечения будет два направления электрического поля.
В однородном электрическом поле силовые линии прямые, параллельные и равномерно разнесенные.
Силовые линии электрического поля не могут проходить через проводник; поэтому электрическое поле внутри проводника всегда равно нулю.
В беззарядной области силовые линии электрического поля представляют собой непрерывные кривые.
Можно нарисовать бесконечное количество линий, чтобы представить электрическое поле в любой области.

Часто задаваемые вопросы о линиях электрического поля

Q.1. Что такое силовая линия электрического поля?
Ответ: Линии электрического поля можно определить как кривую, представляющую направление электрического поля, когда на ней проводится касательная в любой точке. Они используются для схематического представления наличия электрического поля в заданной области.

Q.2. Что такое электрическое поле?
Ответ: Электрическое поле — это область вокруг заряда, в которой подобные заряды могут ощущать его влияние. Это векторная величина, равная силе на единицу заряда, действующей в данной точке вокруг электрического заряда.

Q.3. Нарисуйте линии электрического поля вокруг двух противоположных зарядов, причем величина отрицательного заряда меньше, чем величина положительного заряда.
Ответ: Когда меньший отрицательный заряд помещается на более значительный положительный заряд, распределение силовых линий становится следующим:

Q.4. Могут ли две линии электрического поля пересекаться?
Ответ: Нет, две силовые линии электрического поля не пересекаются.Если линии электрического поля пересекаются, это будет означать, что мы можем провести две касательные в их точке пересечения. Таким образом, напряженность электрического поля в точке будет иметь два направления, что невозможно.

Q.5. Почему внутри проводника нет силовых линий электрического поля?
Ответ: В проводнике нет силовых линий электрического поля, потому что электрическое поле внутри проводника равно нулю.

Q.6. Напишите несколько свойств силовых линий электрического поля.
Ответ: Несколько общих свойств линий поля:

Линии электрического поля начинаются от положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом.
Линии поля не образуют замкнутых кривых.
Количество линий электрического поля, покидающих положительный заряд или входящих в отрицательный, пропорционально величине заряда.
Линии электрического поля никогда не пересекаются.
Если электрическое поле в данной области пространства равно нулю, силовых линий электрического поля не существует.

Помогите!!Каковы основные свойства электростатического поля?

Свойства электрического поля: его структура, сила

Что это такое

Свойства

Виды

Структура электрического поля

Как определить

Основные параметры электрического поля

Параметры электрического поля

Электрическое поле. виды и работа. применение и свойства

Свойства

Напряженность поля точечного заряда

Линии напряженности

Определение

Примечания

Практика

Основные характеристики

Напряженность поля

Потенциалы и их разность

Электрическая индукция

Применение

Электричество и магнетизм

Лестницы. Входная группа. Материалы. Двери. Замки. Дизайн

Что такое электрическое поле каковы его свойства. Основные характеристики электрического поля

Что такое электрическое поле

Электрическое и электромагнитное поле

Свойства

Напряженность

Потенциал

Напряжение

Применение

Влияние на человека

Итоги

Лекция на тему «Основные свойства и характеристики электрического поля»

Что такое электрическое поле? Определение, типы и свойства

Типы электрического поля

1. Равномерное электрическое поле

2. Неоднородное электрическое поле

Свойства электрического поля

линий электрического поля | Блестящая вики по математике и науке

Свойства материалов в сильном электрическом поле

Реферат

Ключевые слова

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Учебное пособие по физике: Линии электрического поля

Локальные электрические поля и молекулярные свойства в гетерогенных средах благодаря поляризуемому внедрению

электрических полей в материи — Nexus Wiki

Что мы подразумеваем под «полями в материи»?

Используем нашу игрушечную модель

Поля в проводнике

Поля в изоляторе: диэлектрическая проницаемость

Стоимость модели игрушки

Недвижимости, Как нарисованы линии электрического поля?

Что означают силовые линии электрического поля?

Как проводятся линии электрического поля?

Каковы важные свойства линий электрического поля?

Линии электрического поля вокруг зарядов различной конфигурации

Почему линии электрического поля никогда не пересекаются?

Электрическое поле: линия или кривая?

Где поле сильнее на R или на S?

Сводка

Часто задаваемые вопросы о линиях электрического поля

Добавить комментарий Отменить ответ