Un câmp electric este un câmp vectorial care acționează în jurul particulelor cu sarcină electrică. Face parte din electro camp magnetic. Se caracterizează printr-o lipsă de vizualizare reală. Este invizibil și poate fi observat doar ca urmare a forței, la care reacționează alte corpuri încărcate cu poli opuși.
Cum funcționează și funcționează câmpul electric
În esență, un câmp este o stare specială a materiei. Acțiunea sa se manifestă prin accelerarea corpurilor sau a particulelor cu sarcină electrică. Caracteristicile sale caracteristice includ:
- Acțiune numai când este încărcat electric.
- Fără limite.
- Prezența unei anumite amplitudini a impactului.
- Posibilitate de determinare numai prin rezultatul unei acțiuni.
Câmpul este indisolubil legat de sarcinile care se află într-o anumită particulă sau corp. Se poate forma în două cazuri. Primul implică apariția lui în jur sarcini electrice, iar al doilea la mișcare undele electromagnetice când câmpul electromagnetic se modifică.
Câmpurile electrice acționează asupra particulelor încărcate electric care sunt staționare în raport cu observatorul. Drept urmare, ei câștigă putere. Un exemplu de influență a câmpului poate fi observat în viața de zi cu zi. Pentru a face acest lucru, este suficient să creați o sarcină electrică. Manualele de fizică sugerează acest lucru cel mai simplu exemplu când dielectricul se freacă de un produs de lână. Este foarte posibil să obțineți un câmp luând un plastic pixși frecându-l pe părul ei. Pe suprafața sa se formează o sarcină, ceea ce duce la apariția unui câmp electric. Ca rezultat, mânerul atrage particule mici. Dacă o prezinți bucăților de hârtie rupte fin, acestea vor fi atrase de el. Același rezultat poate fi obținut atunci când utilizați un pieptene din plastic.
Un exemplu obișnuit de zi cu zi de manifestare a unui câmp electric este formarea de mici fulgerări de lumină la îndepărtarea hainelor din materiale sintetice. Ca urmare a faptului că se află pe corp, fibrele dielectrice acumulează sarcini în jurul lor. La îndepărtarea unui astfel de articol de îmbrăcăminte, este expus un câmp electric diverse forțe influență, ceea ce duce la formarea fulgerelor de lumină. Acest lucru este valabil mai ales pentru haine de iarna, în special pulovere și eșarfe.
Proprietățile câmpului
Pentru a caracteriza câmpul electric se folosesc 3 indicatori:
- Potenţial.
- Tensiune.
- Voltaj.
Potenţial
Această proprietate este una dintre cele principale. Potențialul indică cantitatea de energie stocată folosită pentru a muta sarcinile. Pe măsură ce se schimbă, energia este irosită, apropiindu-se treptat de zero. O analogie vizuală acest principiu un arc obișnuit din oțel poate ieși în afară. In pozitie linistita, nu are potential, ci doar pana in momentul in care este comprimat. Dintr-o astfel de influență primește energie de contracarare, prin urmare, după ce influența va înceta, cu siguranță se va accelera. Când arcul este eliberat, acesta se îndreaptă imediat. Dacă obiectele îi ies în cale, ea va începe să le miște. Revenind direct la câmpul electric, potențialul poate fi comparat cu eforturile aplicate de redresare.
Un câmp electric are energie potențială, ceea ce îl face capabil să efectueze un anumit efect. Dar prin mutarea încărcăturii în spațiu, își epuizează resursele. În același caz, dacă mișcarea unei sarcini în interiorul câmpului este efectuată sub influența unei forțe externe, atunci câmpul nu numai că nu își pierde potențialul, dar îl și reîncarcă.
De asemenea, pentru o mai bună înțelegere a acestei valori, mai poate fi dat un exemplu. Să presupunem că o sarcină încărcată pozitiv nesemnificativă este situată mult dincolo de acțiunea câmpului electric. Acest lucru îl face complet neutru și elimină contactul reciproc. Dacă, ca urmare a influenței oricărei forțe externe, sarcina se deplasează spre câmpul electric, atunci, la atingerea limitei sale, va fi atrasă într-o nouă traiectorie. Energia câmpului cheltuită asupra influenței în raport cu sarcina într-un anumit punct de influență va fi numită potențial în acest punct.
Expresie potential electric efectuat prin unitatea de măsură Volt.
Tensiune
Acest indicator este utilizat pentru cuantificarea câmpului. Această valoare este calculată ca raportul sarcinii pozitive care afectează forța de acțiune. In termeni simpli tensiunea exprimă puterea câmpului electric în anumit loc si timpul. Cu cât tensiunea este mai mare, cu atât va fi mai pronunțată influența câmpului asupra obiectelor din jur sau a ființelor vii.
Voltaj
Acest parametru este format din potențial. Este folosit pentru a demonstra relația cantitativă a acțiunii pe care o produce un câmp. Adică, potențialul în sine arată cantitatea de energie acumulată, iar tensiunea arată pierderile pentru a asigura mișcarea sarcinilor.
Într-un câmp electric, sarcinile pozitive se deplasează din punctele cu potențial ridicat în locurile unde este mai scăzut. În ceea ce privește sarcinile negative, acestea se mișcă în direcția opusă. Ca rezultat, munca este efectuată folosind energia potențială a câmpului. De fapt, tensiunea dintre puncte exprimă calitativ munca efectuată de câmp pentru a transfera o unitate de sarcini încărcate opus. Astfel, termenii tensiune și diferență de potențial sunt unul și același.
Manifestarea vizuală a câmpului
Câmpul electric are o expresie vizuală convențională. Pentru aceasta sunt folosite linii grafice. Ele coincid cu liniile de forță care radiază sarcini în jurul lor. Pe lângă linia de acțiune a forțelor, este importantă și direcția acestora. Pentru a clasifica liniile, se obișnuiește să se folosească o sarcină pozitivă ca bază pentru determinarea direcțiilor. Astfel, săgeata mișcării câmpului trece de la particule pozitive la cele negative.
Desenele care prezintă câmpuri electrice au o direcție în formă de săgeată pe linii. Schematic, ele au întotdeauna un început și un sfârșit convențional. În felul acesta nu se întorc asupra lor. Liniile de forță își au originea în punctul în care se află sarcina pozitivă și se termină în locul particulelor negative.
Câmpul electric poate avea Tipuri variate linii în funcție nu numai de polaritatea sarcinii care contribuie la formarea lor, ci și de prezența factorilor externi. Deci, atunci când câmpurile opuse se întâlnesc, ele încep să acționeze atractiv unul asupra celuilalt. Liniile distorsionate iau forma unor arce îndoite. În același caz, când se întâlnesc 2 câmpuri identice, ele sunt respinse în direcții opuse.
Scopul aplicatiei
Câmpul electric are o serie de proprietăți care au fost găsite aplicație utilă. Acest fenomen folosit la realizarea diverselor echipamente pentru lucru în mai multe domenii foarte importante.
Utilizare în medicină
Efectul unui câmp electric asupra anumitor zone ale corpului uman permite creșterea temperaturii sale reale. Această proprietate și-a găsit aplicația în medicină. Dispozitivele specializate oferă efecte asupra zonelor necesare de țesut deteriorat sau bolnav. Ca urmare, circulația lor sanguină se îmbunătățește și are loc un efect de vindecare. Câmpul acționează cu o frecvență ridicată, astfel încât un efect punctual asupra temperaturii produce rezultate și este destul de vizibil pentru pacient.
Aplicație în chimie
Acest domeniu al științei implică utilizarea diferitelor materiale pure sau amestecate. În acest sens, lucrul cu câmpurile electronice nu ar putea ocoli această industrie. Componentele amestecurilor interacționează cu câmpul electric în moduri diferite. În chimie, această proprietate este folosită pentru a separa lichide. Aceasta metoda găsit aplicație de laborator, dar se găsește și în industrie, deși mai rar. De exemplu, atunci când sunt expuse la un câmp, componentele poluante din petrol sunt separate.
Un câmp electric este utilizat pentru tratarea în timpul filtrării apei. Este capabil să se separe grupuri separate poluanti. Această metodă de procesare este mult mai ieftină decât utilizarea cartuşelor de schimb.
Inginerie Electrică
Utilizarea unui câmp electric are foarte aplicație interesantăîn inginerie electrică. Astfel, a fost dezvoltată o metodă de la sursă la consumator. Până de curând, toate evoluțiile au fost de natură teoretică și experimentală. Există deja o implementare eficientă a tehnologiei care se conectează la conectorul USB al unui smartphone. Aceasta metoda nu permite încă transferul de energie pe o distanță lungă, dar este în curs de îmbunătățire. Este foarte posibil ca în viitorul apropiat nevoia de cabluri de încărcare cu surse de alimentare să dispară complet.
La efectuarea lucrărilor de instalare și reparații electrice se folosesc lumini LED, care funcționează pe baza unui circuit. Pe lângă o serie de funcții, poate răspunde la un câmp electric. Datorită acestui fapt, atunci când sonda se apropie de firul de fază, indicatorul începe să strălucească fără a atinge efectiv miezul conductor. Reacționează la câmpul emanat de la conductor chiar și prin izolație. Prezența unui câmp electric vă permite să găsiți fire purtătoare de curent în perete, precum și să determinați punctele lor de rupere.
Te poți proteja de efectele câmpului electric folosind un ecran metalic, care nu îl va avea înăuntru. Această proprietate este utilizată pe scară largă în electronică pentru a elimina influenta reciproca scheme electrice, care sunt situate destul de aproape una de alta.
Posibile aplicații viitoare
Există, de asemenea, posibilități mai exotice pentru câmpul electric, pe care știința nu le posedă încă astăzi. Aceasta este comunicarea viteza mai mare lumina, teleportarea obiectelor fizice, mișcarea într-un moment între locații deschise (găuri de vierme). Cu toate acestea, implementarea unor astfel de planuri va necesita cercetări și experimente mult mai complexe decât efectuarea de experimente cu două rezultate posibile.
Cu toate acestea, știința se dezvoltă constant, deschizând noi posibilități de utilizare a câmpurilor electrice. În viitor, domeniul său de utilizare se poate extinde semnificativ. Este posibil ca acesta să găsească aplicație în toate domeniile semnificative ale vieții noastre.
Toate corpurile din natură sunt capabile să se electrifice, adică. dobândește o sarcină electrică. Prezența unei sarcini electrice se manifestă prin faptul că un corp încărcat interacționează cu alte corpuri încărcate. Există două tipuri de sarcini electrice, numite convențional pozitive și negative. Asemenea sarcinilor se resping, spre deosebire de sarcinile se atrag.
Sarcina electrică este o proprietate inerentă a unora particule elementare. Sarcina tuturor particulelor elementare încărcate este aceeași valoare absolutăși este egal cu 1,6 × 10 –19 C. Purtătorul unei sarcini electrice negative elementare este, de exemplu, un electron. Un proton poartă o sarcină pozitivă, un neutron nu are sarcină electrică. Atomii și moleculele tuturor substanțelor sunt construite din protoni, neutroni și electroni. De obicei, protonii și electronii sunt prezenți în număr egal și distribuiți într-o substanță cu aceeași densitate, astfel încât corpurile sunt neutre. Procesul de electrificare constă în crearea unui exces de particule de același semn în corp sau redistribuirea acestora (crearea unei încărcări în exces de același semn într-o parte a corpului; în timp ce corpul în ansamblu rămâne neutru).
Interacțiunea dintre sarcinile electrice în repaus are loc printr-o formă specială de materie numită câmp electric . Orice sarcină modifică proprietățile spațiului care o înconjoară - creează un câmp electrostatic în ea. Acest câmp se manifestă ca o forță asupra oricărei sarcini electrice plasate în orice punct. Experiența arată că raportul dintre forța care acționează asupra unei sarcini punctiforme q, plasat într-un punct dat al câmpului electrostatic, la mărimea acestei sarcini se dovedește a fi aceeași pentru toate sarcinile. Această relație se numește tensiune câmp electric și este caracteristica puterii sale:
S-a stabilit experimental că pentru câmpul electrostatic principiul suprapunerii : câmpul electrostatic generat de mai multe sarcini este egal cu suma vectorială a câmpurilor electrostatice generate de fiecare sarcină separat:
Sarcinile plasate într-un câmp electrostatic au energie potențială. Experiența arată că raportul energiei potențiale W sarcină punctiformă pozitivă q, plasat într-un punct dat în câmp, există o valoare constantă a mărimii acestei sarcini. Acest raport este caracteristica energetică a câmpului electrostatic și se numește potenţial :
φ = W/q. (2.6.7)
Potențial de câmp electrostatic numeric egal cu munca, pe care forțele câmpului le efectuează pe o unitate de sarcină pozitivă atunci când aceasta se îndepărtează de la un punct dat la infinit. Unitatea de măsură este volți (V). Două caracteristici ale câmpului electrostatic - tensiunea și potențialul - sunt interconectate prin relația [cf. cu expresia (2.6.4)]
Semnul minus indică faptul că vectorul intensității câmpului electric este îndreptat spre scăderea potențialului. Rețineți că dacă într-o anumită regiune a spațiului potențialele tuturor punctelor au același potențial, atunci
Câmpul electrostatic poate fi reprezentat și grafic folosind linii de câmp și suprafețe echipotențiale.
Linie de alimentare câmpul electric este o linie imaginară, tangenta la care în fiecare punct coincide cu direcția vectorului de intensitate. Liniile de forță ale câmpului electrostatic se dovedesc a fi deschis : pot începe sau se termină numai cu taxe sau pot merge la infinit.
Pentru a descrie grafic distribuția potențialului câmpului electrostatic, utilizați suprafete echipotentiale – suprafeţe în toate punctele cărora potenţialul are aceeaşi valoare.
Este ușor de demonstrat că linia câmpului electrostatic intersectează întotdeauna suprafața echipotențială în unghi drept. Figura 10 prezintă liniile de câmp și suprafețele echipotențiale ale sarcinilor electrice punctuale.
Figura 10 – Liniile de forță și suprafețele echipotențiale ale sarcinilor punctiforme
Un câmp magnetic
Experiența arată că, așa cum apare un câmp electrostatic în spațiul din jurul sarcinilor electrice, un câmp de forță numit magnetic . Prezența unui câmp magnetic este detectată prin efectul de forță asupra conductorilor purtători de curent și a magneților permanenți introduși în acesta. Denumirea „câmp magnetic” este asociată cu faptul orientării acului magnetic sub influența câmpului creat de curent (H. Oersted, 1820).
Un câmp electric acționează atât asupra sarcinilor electrice staționare, cât și în mișcare din el. Caracteristica cheie câmpul magnetic este că acționează numai asupra sarcinilor electrice care se mișcă în acest câmp.
Experiența arată că câmpul magnetic are un efect de orientare asupra acului magnetic și cadrului cu curent, întorcându-le într-un anumit fel. Direcția câmpului magnetic într-un punct dat este considerată direcția de-a lungul căreia axa unui ac subțire magnetic este instalată liber în direcția de la sud la nord sau normala pozitivă la un contur plat cu curent.
Caracteristica cantitativă a câmpului magnetic este vector de inducție magnetică . Inducția magnetică într-un punct dat este numeric egală cu cuplul maxim care acționează asupra unui cadru plat cu un curent cu un moment magnetic p m =1 A×m 2:
B=M max/ p m. (2.6.9)
S-a stabilit experimental că și pentru un câmp magnetic este adevărat principiul suprapunerii : câmpul magnetic generat de mai multe sarcini (curenți) în mișcare este egal cu suma vectorială a câmpurilor magnetice generate de fiecare sarcină (curent) separat.
O sarcină electrică plasată într-un anumit punct al spațiului modifică proprietățile spațiu dat. Adică, sarcina generează un câmp electric în jurul ei. Un câmp electrostatic este un tip special de materie.
Câmpul electrostatic nu se modifică în timp.
Puterea caracteristică câmpului electric este intensitatea
Intensitatea câmpului electric într-un punct dat se numește vector cantitate fizica, numeric egal cu puterea, acționând asupra unei unități de sarcină pozitivă plasată într-un punct dat din câmp.
Dacă o sarcină de încercare este acționată de forțe de la mai multe sarcini, atunci aceste forțe sunt independente conform principiului suprapunerii forțelor, iar rezultanta acestor forțe este egală cu suma vectorială a forțelor. Principiul suprapunerii (impoziției) câmpurilor electrice: Intensitatea câmpului electric al unui sistem de sarcini într-un punct dat din spațiu este egală cu suma vectorială a intensităților câmpului electric creat într-un punct dat din spațiu de fiecare sarcină a sistemului. separat:sau
Este convenabil să reprezentați grafic câmpul electric folosind linii de forță.
Liniile de forță (liniile de intensitate a câmpului electric) sunt linii ale căror tangente în fiecare punct al câmpului coincid cu direcția vectorului de intensitate într-un punct dat.
Liniile de forță încep cu o sarcină pozitivă și se termină cu o sarcină negativă (Liniile de câmp ale câmpurilor electrostatice ale sarcinilor punctiforme.).
Densitatea liniilor de tensiune caracterizează intensitatea câmpului (cu cât liniile sunt mai dense, cu atât câmpul este mai puternic).
Câmpul electrostatic al unei sarcini punctiforme este neuniform (câmpul este mai puternic mai aproape de sarcină).Liniile de forță ale câmpurilor electrostatice ale infinitelor plane încărcate uniform.
Câmpul electrostatic al planurilor infinite încărcate uniform este uniform. Un câmp electric a cărui putere este aceeași în toate punctele se numește uniform.
Liniile de câmp ale câmpurilor electrostatice a două sarcini punctiforme.
Potenţialul este energia caracteristică câmpului electric.
Potenţial- mărime fizică scalară, egal cu raportul energia potențială deținută de o sarcină electrică într-un punct dat al câmpului electric la mărimea acestei sarcini.Potențialul arată ce energie potențială va avea o unitate de sarcină pozitivă plasată într-un punct dat din câmpul electric. φ = W/q
unde φ este potențialul într-un punct dat al câmpului, W este energia potențială a sarcinii într-un punct dat al câmpului.
Unitatea de măsură a potențialului în sistemul SI este [φ] = B(1V = 1J/C)
O unitate de potențial este considerată potențial într-un punct la care pentru a muta de la infinit o sarcină electrică de 1 C necesită muncă egală cu 1 J.
Având în vedere câmpul electric creat de un sistem de sarcini, ar trebui să se folosească principiul suprapunerii:
Potențialul câmpului electric al unui sistem de sarcini într-un punct dat din spațiu este egal cu suma algebrică a potențialelor câmpurilor electrice create într-un punct dat din spațiu de fiecare sarcină a sistemului separat:
O suprafață imaginară în toate punctele de care ia potențialul aceleasi valori, numit suprafata echipotentiala. Când o sarcină electrică se deplasează dintr-un punct în punct de-a lungul unei suprafețe echipotențiale, energia ei nu se modifică. Se poate construi un număr infinit de suprafețe echipotențiale pentru un câmp electrostatic dat.
Vectorul de intensitate la fiecare punct de câmp este întotdeauna perpendicular pe suprafața echipotențială trasată printr-un punct de câmp dat.
Actiunea unor corpuri incarcate asupra altor corpuri incarcate se realizeaza fara contactul lor direct, printr-un camp electric.
Câmpul electric este material. Ea există independent de noi și de cunoștințele noastre despre el.
Un câmp electric este creat de sarcini electrice și este detectat de sarcini electrice prin acțiunea unei anumite forțe asupra acestora.
Câmpul electric se propagă la o viteză terminală de 300.000 km/s în vid.
Întrucât una dintre principalele proprietăți ale câmpului electric este efectul acestuia asupra particulelor încărcate cu o anumită forță, pentru a introduce caracteristicile cantitative ale câmpului este necesar să se plaseze un corp mic cu o sarcină q (sarcină de test) în punctul din spațiu fiind studiat. O forță va acționa asupra acestui corp din câmp
|
|
|
Dacă modificați dimensiunea încărcăturii de testare, de exemplu, cu un factor de doi, forța care acționează asupra acesteia se va modifica, de asemenea, cu un factor de doi.
Când valoarea sarcinii de testare se modifică cu un factor de n, forța care acționează asupra sarcinii se modifică și cu un factor de n.
Raportul dintre forța care acționează asupra unei sarcini de testare plasată într-un punct dat al câmpului și mărimea acestei sarcini este o valoare constantă și nu depinde nici de această forță, nici de mărimea sarcinii, nici de faptul dacă există orice taxă. Acest raport este notat cu o literă și este luat ca forță caracteristică câmpului electric. Mărimea fizică corespunzătoare se numește intensitatea câmpului electric .
Tensiunea arată cât de multă forță este exercitată de câmpul electric asupra unei unități de sarcină plasată într-un punct dat al câmpului.
Pentru a găsi unitatea de tensiune, trebuie să înlocuiți unitățile de forță - 1 N și încărcare - 1 C în ecuația definitorie a tensiunii. Se obține: [ E ] = 1 N / 1 Cl = 1 N / Cl.
Pentru claritate, câmpurile electrice din desene sunt reprezentate folosind linii de câmp.
|
|
|
|
|
Un câmp electric poate lucra pentru a muta o sarcină dintr-un punct în altul. Prin urmare, taxă plasată punct dat câmpuri, are o rezervă de energie potențială.
Caracteristicile energetice ale câmpului pot fi introduse în mod similar cu introducerea caracteristicii forței.
Când dimensiunea sarcinii de testare se modifică, nu numai forța care acționează asupra acesteia se modifică, ci și energia potențială a acestei sarcini. Raportul dintre energia sarcinii de testare situată într-un punct dat din câmp și valoarea acestei sarcini este o valoare constantă și nu depinde nici de energie, nici de sarcină.
Pentru a obține o unitate de potențial, este necesar să înlocuiți unitățile de energie - 1 J și încărcare - 1 C în ecuația definitorie a potențialului. Se obține: [φ] = 1 J / 1 C = 1 V.
Această unitate are propriul nume: 1 volt.
Potențialul de câmp al unei sarcini punctuale este direct proporțional cu mărimea sarcinii care creează câmpul și invers proporțional cu distanța de la sarcină la un punct dat din câmp:
|
|
|
Câmpurile electrice din desene pot fi reprezentate și folosind suprafețe de potențial egal, numite suprafete echipotentiale .
Când o sarcină electrică se deplasează dintr-un punct cu un potențial într-un punct cu alt potențial, se lucrează.
Se numește o mărime fizică egală cu raportul dintre munca efectuată pentru a muta o sarcină dintr-un punct în altul al câmpului și valoarea acestei sarcini. tensiune electrică :
Tensiunea arată cât de mult lucrează un câmp electric atunci când se deplasează o sarcină de 1 C dintr-un punct al câmpului în altul.
Unitatea de tensiune, precum și potențialul, este 1 V.
Tensiunea dintre două puncte de câmp situate la o distanță d unul de celălalt este legată de intensitatea câmpului: 
|
|
|
Într-un câmp electric uniform, munca de mutare a unei sarcini dintr-un punct al câmpului în altul nu depinde de forma traiectoriei și este determinată doar de mărimea sarcinii și de diferența de potențial dintre punctele câmpului.
Câmp electrostatic câmp electrostatic
câmpul electric al sarcinilor electrice staționare.
CÂMPUL ELECTROSTATICCÂMPUL ELECTROSTATIC, un câmp electric de sarcini electrice staționare care nu se modifică în timp, care realizează interacțiunea dintre ele.
Un câmp electrostatic este caracterizat de intensitatea câmpului electric (cm. REZULTATEA CÂMPULUI ELECTRIC) E, care este caracteristica sa de forță: intensitatea câmpului electrostatic arată cu ce forță acționează câmpul electrostatic asupra unei unități de sarcină electrică pozitivă (cm. INCARCARE ELECTRICA), plasat într-un anumit punct al câmpului. Direcția vectorului de tensiune coincide cu direcția forței care acționează asupra sarcinii pozitive și este opusă direcției forței care acționează asupra sarcinii negative.
Un câmp electrostatic este staționar (constant) dacă puterea lui nu se modifică în timp. Câmpurile electrostatice staționare sunt create de sarcini electrice staționare.
Un câmp electrostatic este omogen dacă vectorul său de intensitate este același în toate punctele câmpului, dacă vectorul de intensitate la diverse puncte variază, câmpul este neuniform. Câmpurile electrostatice uniforme sunt, de exemplu, câmpurile electrostatice ale unui plan finit încărcat uniform și ale unui condensator plat (cm. CONDENSATOR (electric)) departe de marginile capacelor sale.
Una dintre proprietățile fundamentale ale câmpului electrostatic este că munca forțelor câmpului electrostatic la mutarea unei sarcini dintr-un punct al câmpului în altul nu depinde de traiectoria mișcării, ci este determinată numai de poziția pornirii și punctele finale și mărimea sarcinii. În consecință, munca efectuată de forțele câmpului electrostatic atunci când se deplasează o sarcină de-a lungul oricărei traiectorii închise este egală cu zero. Câmpurile de forță care au această proprietate se numesc potențiale sau conservative. Adică, un câmp electrostatic este un câmp potențial, a cărui caracteristică energetică este potențialul electrostatic (cm. POTENȚIAL ELECTROSTATIC), asociat vectorului tensiune E prin relația:
E = -gradj.
Liniile de forță sunt folosite pentru a reprezenta grafic câmpul electrostatic. (cm. LINII DE ÎNALTĂ TENSIUNE)(linii de tensiune) - linii imaginare, tangentele la care coincid cu direcția vectorului de tensiune în fiecare punct al câmpului.
Pentru câmpurile electrostatice se respectă principiul suprapunerii (cm. PRINCIPIUL SUPERPOZITĂRII). Fiecare sarcină electrică creează un câmp electric în spațiu, indiferent de prezența altor sarcini electrice. Intensitatea câmpului rezultată, generate de sistem sarcinile este egală cu suma geometrică a intensității câmpului creat într-un punct dat de fiecare dintre sarcini separat.
Orice sarcină din spațiul care o înconjoară creează un câmp electrostatic. Pentru a detecta un câmp în orice punct, este necesar să plasați o sarcină de testare punctuală la punctul de observație - o sarcină care nu distorsionează câmpul studiat (nu provoacă o redistribuire a sarcinilor creând câmpul).
Câmpul creat de o sarcină punctiformă unitară q este simetric sferic. Modulul de intensitate al unei sarcini punctiforme solitare în vid folosind legea lui Coulomb (cm. LEGEA COULLONA) poate fi reprezentat ca:
E = q/4pe sau r 2.
Unde e o este constanta electrică, = 8,85. 10 -12 f/m.
Legea lui Coulomb, stabilită folosind balanțele de torsiune pe care le-a creat (vezi balanțe Coulomb (cm. CANTARE PENDANT)), este una dintre legile de bază care descriu câmpul electrostatic. El stabilește o relație între forța de interacțiune a sarcinilor și distanța dintre ele: forța de interacțiune între două corpuri încărcate staționare punctiforme în vid este direct proporțională cu produsul modulelor de sarcină și invers proporțională cu pătratul distanta dintre ele.
Această forță se numește forță Coulomb, iar câmpul se numește forță Coulomb. Într-un câmp Coulomb, direcția vectorului depinde de semnul sarcinii Q: dacă Q > 0, atunci vectorul este îndreptat radial departe de sarcină, dacă Q ( cm. CONTINUITATEA DIELECTRICĂ) a mediului) este mai mică decât în vid.
Experimental stabilit prin lege Principiul Coulomb și principiul suprapunerii fac posibilă descrierea completă a câmpului electrostatic al unui anumit sistem de sarcini în vid. Cu toate acestea, proprietățile câmpului electrostatic pot fi exprimate într-un altul, mai mult forma generala, fără a recurge la ideea câmpului Coulomb al unei sarcini punctiforme. Câmpul electric poate fi caracterizat prin valoarea fluxului vectorului intensității câmpului electric, care poate fi calculată în conformitate cu teorema lui Gauss (cm. TEOREMA LUI GAUSS). Teorema lui Gauss stabilește o relație între fluxul intensității câmpului electric printr-o suprafață închisă și sarcina din acea suprafață. Fluxul de intensitate depinde de distribuția câmpului pe suprafața unei anumite zone și este proporțional cu sarcina electrică din interiorul acestei suprafețe.
Dacă un conductor izolat este plasat într-un câmp electric, atunci o forță va acționa asupra sarcinilor libere q din conductor. Ca urmare, în conductor are loc o mișcare pe termen scurt a sarcinilor libere. Acest proces se va încheia atunci când câmpul electric propriu al sarcinilor care apar pe suprafața conductorului compensează complet câmpul exterior, adică se stabilește o distribuție de echilibru a sarcinilor, în care câmpul electrostatic din interiorul conductorului devine zero: în toate punctele. în interiorul conductorului E = 0, atunci lipsește un câmp. Liniile de câmp electrostatic din afara conductorului în imediata apropiere a suprafeței acestuia sunt perpendiculare pe suprafață. Dacă nu ar fi așa, atunci ar exista o componentă a intensității câmpului, iar curentul ar curge de-a lungul suprafeței conductorului și de-a lungul suprafeței. Sarcinile sunt situate numai pe suprafața conductorului, în timp ce toate punctele de pe suprafața conductorului au aceeași valoare potențială. Suprafața conductorului este o suprafață echipotențială (cm. SUPRAFAȚA ECHIPOTENȚIALĂ). Dacă există o cavitate în conductor, atunci câmpul electric din acesta este, de asemenea, zero; Aceasta este baza pentru protecția electrostatică a dispozitivelor electrice.
Dacă un dielectric este plasat într-un câmp electrostatic, atunci are loc un proces de polarizare în el - procesul de orientare a dipolului (cm. DIPOL) sau apariţia unor dipoli orientaţi pe câmp sub influenţa unui câmp electric. Într-un dielectric omogen, câmpul electrostatic datorat polarizării (vezi Polarizarea dielectricilor) scade în? o singura data.
Dicţionar enciclopedic. 2009 .
Vedeți ce este un „câmp electrostatic” în alte dicționare:
câmp electrostatic- Câmpul electric al corpurilor încărcate staționare în absența curenților electrici în ele. [GOST R 52002 2003] câmp electrostatic Câmp electric al sarcinilor electrice staționare. Principiile domeniului în cauză sunt folosite pentru a crea... ... Ghidul tehnic al traducătorului
Câmp electrostatic- un ansamblu de fenomene asociate cu apariția, conservarea și relaxarea unei sarcini electrice libere la suprafața și volumul substanțelor, materialelor, produselor. Sursă … Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice
Câmpul electrostatic este un câmp creat de sarcini electrice care sunt staționare în spațiu și neschimbate în timp (în absența curenților electrici). Un câmp electric este un tip special de materie asociat cu electricitatea... ... Wikipedia
Electric domeniul electric staționar sarcini care produc o interacțiune între ele. La fel si alternanta electric câmp, energia electrică se caracterizează prin intensitate electrică. câmpul K este raportul dintre forța care acționează din câmpul asupra sarcinii și mărimea sarcinii. Putere... Enciclopedie fizică
Câmp electric al sarcinilor electrice staționare... Dicţionar enciclopedic mare
Câmp electrostatic- un ansamblu de fenomene asociate cu apariția, conservarea și relaxarea unei sarcini electrice libere la suprafața și volumul substanțelor, materialelor, produselor... Sursa: MSanPiN 001 96. Standarde sanitare de niveluri admise factori fizici … Terminologie oficială
câmp electrostatic- elektrostatinis laukas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. Priede. priedas(ai) Grafinis formatas atitikmenys: engl. câmp electrostatic vok. elektrostatisches Feld, n rus. câmp electrostatic, n pranc.… …
câmp electrostatic- elektrostatinis laukas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Nejudančių elektringųjų dalelių elektrinis laukas. atitikmenys: engl. câmp electrostatic vok. elektrostatisches Feld, n rus. câmp electrostatic, n pranc.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
câmp electrostatic- elektrostatinis laukas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. câmp electrostatic vok. elektrostatisches Feld, n rus. câmp electrostatic, n pranc. champ électrostatique, m … Fizikos terminų žodynas
Câmpul electric al sarcinilor electrice staționare care realizează interacțiunea dintre ele. La fel ca un câmp electric alternativ, un câmp electric este caracterizat de intensitatea câmpului electric E: raportul dintre forța care acționează asupra sarcinii și... ... Marea Enciclopedie Sovietică
Cărți
- Noi idei în fizică. Vol. 3. Principiul relativității. 1912, Borgman I.I. Teoria ondulatorie a sfintei consideră că fenomenul sfântului este cauzat de vibrațiile care se propagă sub formă de unde în spațiul care înconjoară corpul sfânt; de când foarte curând* a devenit clar... Categorie: Matematică și știință Serie: Editura: YOYO Media,
