Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Электротехника Лекции.doc
Скачиваний:
771
Добавлен:
10.02.2015
Размер:
41.57 Mб
Скачать

Электростатическое поле

1. Закон кулона

Одним из видов материи является электрическое поле.

Электрическое поле действует на заряженное тело, помещенное в это поле. Направление сил действия поля изображается силовыми линиями. Для уединенных зарядов линии поля являются радиальными силовыми линиями ( рис.1а,б)

Рис.1

Если заряженное тело находится вблизи другого заряженного тела, то электрическое поле одного заряженного тела будет взаимодействовать с электрическим полем другого заряда. Сила взаимодействия двух полей определяется законом Кулона

, (1 - 1)

где F– сила действия поля на заряд, внесенный в данное поле, т.е. сила взаимодействия двух полей (в ньютонах) ,Q– величина заряда, создающего поле (в кулонах),q– величина заряда, внесенного в электрическое поле (в кулонах),R– расстояние между центрами тел, несущих заряды ( в метрах), εc -электрическая проницаемость среды,, в которой взаимодействуют заряды

Рис.2 Рис.3

Силы заимодействия полей двух зарядов направлены так, что разноименные заряды (положительный и отрицательный) притягиваются, а одноименные заряды (положительные или отрицательные) отталкиваются (рис.2а,б).

Закон Кулона справедлив для точечных зарядов.

2. Напряженность электрического поля

Е- векторная величина, характеризующая электрическое поле и численно равная силе, действующей на единицу положительного заряда, помещенного в данную точку поля, т.е.

(1-2)

где – сила, с которой поле действует на заряд в данной точке ,q– величина заряда , внесенного в данную точку поля.

Измеряется величина напряженности [ ] = В/м.

Для точечного заряда

(1-3)

Если электрическое поле создается не одним, а несколькими зарядами, то имеет место принцип суперпозиции (наложения) полей.

рис. 4 Рис. 5

Результирующий вектор напряженности электрического поля, созданного зарядами Q1 иQ2находят как векторную сумму (рис.4)

. (1-4)

Электрическое поле называют однородным, если во всех его точках напряженность поля одинакова по величине и направлению, т.е. силовые линии такого поля параллельны друг другу. Однородное поле возникает между двумя плоскими параллельными пластинами, заряженными разноименно (рис.5).

3. Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрическая проницаемостьсредыεc есть величина, характеризующая влияние среды на силы взаимодействия электрических полей. Различные среды имеют различные значения εc.

Абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума называется электрической постоянной ε0=8,85 10-12ф/м.

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

, (1-5)

т.е. относительная диэлектрическая проницаемость ε - это величина показывающая , во сколько раз абсолютная диэлектрическая проницаемость среды больше электрической постоянной. Величина ε размерности не имеет.

Таблица 1

Относительная диэлектрическая проницаемость изоляционных материалов

Как видно из таблицы у большинства диэлектриков ε = 1-10 и мало зависит от электрических условий и температуры среды.

Существует группа диэлектриков, называемых сегнетоэлектриками, в которыхε может достигать значений до 10 000, причемε сильно зависит от внешнего поля и температуры. К сегнетоэлектрикам относятся титанат бария, титанат свинца, сегнетова соль и др.