![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Краткая теория. Всякий неподвижный электрический заряд создает в окружающем пространстве электростатическое поле, которое теоретически простирается до бесконечности.
Всякий неподвижный электрический заряд создает в окружающем пространстве электростатическое поле, которое теоретически простирается до бесконечности. В современной физике электростатическое поле рассматривается как особая форма объективной реальности – материя, посредством которой взаимодействуют заряды. Электростатическое поле распространяется в пространстве с конечной скоростью, равной скорости света и обладает рядом физических свойств. Силовой характеристикой поля является его напряженность
По закону Кулона сила взаимодействия
где
Напряженность поля, созданного зарядом
Для описания электрического поля нужно задать вектор напряженности в каждой точке. Графически поле принято изображать с помощью силовых линий. Линия, касательная к которой в каждой точке совпадает по направлению с вектором напряженности электростатического поля, называется силовой линией. Густота силовых линий характеризует численное значение напряженности. Через единичную площадку, перпендикулярную силовым линиям, принято проводить число линий, равное Энергетической характеристикой электростатического поля в данной точке является потенциал, под которым понимают скалярную величину, численно равную потенциальной энергии
За единицу измерения потенциала в системе СИ принят вольт. Работа, которая совершается силами электрического поля при перемещении точечного электрического заряда
Она не зависит от траектории перемещения, а зависит от начального и конечного положения заряда. Работа, совершаемая силами поля при перемещении заряда по замкнутому пути
Выражение (12.6) определяет циркуляцию напряженности электростатического поля вдоль замкнутого контура Потенциал электростатического поля является функцией координат. Геометрическое место точек равного потенциала носит название эквипотенциальной поверхности. Напряженность электрического поля и потенциал связаны соотношением:
т.е. напряженность в данной точке поля равна изменению потенциала на единицу длины вдоль нормали к эквипотенциальной поверхности, проходящей через эту точку, и направлена в сторону убывания потенциала. Величина, указывающая быстроту изменения потенциала при перемещении в направлении, перпендикулярном к эквипотенциальной поверхности, называется градиентом потенциала и обычно обозначается символом
Величина
где Работа перемещения заряда по эквипотенциальной поверхности равна нулю. Поэтому силовые линии всегда перпендикулярны к эквипотенциальным поверхностям. Зная эквипотенциальные поверхности, можно построить силовые линии поля. Поэтому любое поле можно графически изобразить при помощи силовых линий. Это зачастую необходимо при конструкции электронных ламп, конденсаторов, электронных линз и др. приборов. Хотя аналитический расчет поля удается только при самых простых конфигурациях электродов и в общем случае невыполним. Сложные электростатические поля исследуются экспериментально. Для измерений часто используются методом электролитической ванны.
|