Электрическое поле и его характеристики.

Электрическое поле - это одна из двух сторон электромагнитного поля, в которой обнаруживается воздействие на электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду частицы и не зависящей от ее скорости.

Электрическое поле изображают в виде силовых линий.

Векторную величину, определяющую силу, действующую на заряженную частицу со стороны электрического поля, называют напряженностью электрического поля в данной точке:

, где Q - величина заряда.

Напряженность электрического поля точечного заряда: (Кл)

,

где r - расстояние между зарядом и точкой, в которой определяется напряженность поля (м); _a – абсолютная диэлектрическая проницаемость среды (Ф/м).

Сила взаимодействия двух точечных зарядов определяется по закону Кулона:

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

В зависимости от электропроводности материалы делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики.

Для проводника: 1) электрическое поле внутри проводника равно нулю;

2) весь статический заряд проводника сосредоточен на его

поверхности.

Для диэлектрика.

Диполь - это совокупность двух зарядов.

При внесении диэлектрика во внешнее электрическое поле происходит поляризация диэлектрика - выстраивание диполей вдоль силовых линий элек­трического поля.

В следствии поляризации происходит ослабление внешнего поля.

Величину, характеризующую влияние диэлектрической среды на силу электрического поля, называют абсолютной диэлектрической проницаемостью — (Ф/м).

Абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума называется электрической постоянной:

=8, 85·10^-12 (Ф/м)

Отношение абсолютной диэлектрической проницаемости среды к электрической постоянной называют относительной диэлектрической проницаемостью:

- (величина табличная)

Относительная диэлектрическая проницаемость показывает во сколько раз электрическое поле в диэлектрике слабее, чем в вакууме.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

Электреты - диэлектрики, длительное время сохраняющие поляризацию после устранения внешнего электрического поля (стекло, эбонит, полимеры).

Сегнетоэлектрики - диэлектрики, обладающие очень большой диэлектрической проницаемостью ( 10 000).

Пьезоэлектрический эффект – возникновение поляризационных зарядов при деформации кристалла и наоборот.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

Согласно Закону Кулона, электрическое поле действует на помещенной в это поле заряд с силой F и под действием этой силы, заряд будет перемещаться, совершая при этом работу:

Потенциалом точки называют работу, по перемещению единичного заряда из точки поля в бесконечность:

Электрическим напряжением между этими двумя точками называется разность потенциалов двух точек электрического поля:

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

2. Электрическая ёмкость. Конденсаторы.

Устройство, состоящее из двух проводников любой формы, разделенных диэлектриком, называется конденсатором. Конденсатор обладает свойством накапливать электрические заряды.

Электрический заряд каждой из обкладок пропорционален напряжению между ними: .

Величину С, равную отношению заряда одной из обкладок конденсатора к напряжению между ними, называют электрической емкостью конденсатора: С(Ф).

Величина емкости зависит от площади пластин (S, м²); от диэлектрика (, Ф/м) и расстояние между обкладками (d, м)

Напряжение электрического поле плоского конденсатора: Е

Энергия электрического поля:

-------------------------------------------------------------------------------------------------------