![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Напруженість електричного поля.
Графічне зображення електричного поля.
Кожний електричний заряд завжди змінює властивості простору, який його оточує, створюючи в ньому електричне поле. Це поле проявляється таким чином, що при вміщенні в ньому в будь-якій точці електричного заряду на нього буде діяти сила. Будь-яка точка електричного поля характеризується напруженістю Напруженість
Якщо електричне поле створюється нерухомим точковим зарядом q, то напруженість поля в точці, яка віддалена від цього заряду на відстань r, згідно з (1) і (2) дорівнюватиме:
Вектор
Напруженість електричного поля створена системою зарядів q1; q2; … qn дорівнює векторній сумі напруженостей полів, які створював би кожний із зарядів зокрема в даній точці поля:
Останнє твердження називається принципом суперпозиції електричних полів, який дає можливість визначати напруженість електричного поля будь-якої системи зарядів. Електричне поле можна графічно зобразити за допомогою ліній напруженості, які називаються силовими лініями. Їх проводять таким чином, щоб дотична до них у кожній точці співпадала з напрямом вектора
Рис. 2.3 Фізична величина, яка чисельно дорівнює потенціальній енергії, яку має одиничний додатний заряд, вміщений в певну точку електростатичного поля, називається потенціалом поля в цій точці. Потенціал є енергетичною характеристикою поля:
В полі точкового заряду q потенціальна енергія пробного заряду q+np визначається наступним співвідношенням:
Якщо поле створюється додатним зарядом, то його потенціальна енергія Wп> 0, отже j> 0, а коли від’ємним - то Wп< 0 і j< 0. Із виразів (2.5) і (2.6) для поля точкового заряду знаходимо:
Потенціал електростатичного поля створеного системою зарядів, в довільній точці поля дорівнює алгебраїчній сумі потенціалів, створених кожним із зарядів в цій точці:
Із виразу (2.5) випливає, що потенціальна енергія пробного додатного заряду:
Коли пробний заряд перемістити з однієї точки поля в іншу, то матимемо роботу сил електричного поля, яка виконується при переміщенні цього заряду:
Із виразу (2.7) видно, що потенціал точкового заряду є функцією відстані від заряду, який створює поле, до точки, в якій визначається потенціал. Геометричне місце точок однакового потенціалу називають еквіпотенціальною поверхнею. Лінії напруженості електричного поля завжди перпендикулярні до еквіпотенціальної поверхні (рис. 2.4).
Рис. 2.4 Напруженість електричного поля співвідношенням:
(знак „-“ вказує на те, що напрям вектора Проекції вектора
Результуючий вектор
де Елементарна робота переміщення заряду в електричному полі на відстань
Тоді робота переміщення пробного заряду з точки 1 в точку 2 (рис. 2.5), в яких потенціали будуть відповідно j1 і j2, визначаються співвідношенням:
З рівняння (2.15) випливає:
Якщо пробний заряд переміщується в електричному полі по замкнутій траєкторії і повертається у вихідну точку, то j1 = j2, і рівняння (2.16) можна переписати:
Співвідношення (2.17) справедливе тільки для електростатичного поля, а вираз
|