fiz

может быть бесконечно медленным, да и абсолютно теплоизолировать газ нельзя даже на короткое время.

Анализ формулы максимального КПД позволяет наметить пути повышения КПД реальных тепловых двигателей. Для этого нужно увеличить числитель этой формулы, т. е, разность температур нагревателя и холодильника (внешней среды) T1 T2 . Поскольку изменить температуру внешней среды сложно, нужно

повысить температуру нагревателя, выбирая соответствующие виды топлива. Очевидно, что КПД данного теплового двигателя при одинаковой температуре нагревателя зимой выше, чем летом, так как зимой температура внешней среды ниже. Кроме того, для повышения КПД тепловых двигателей необходимо искать пути уменьшения тепловых потерь, улучшая теплоизоляцию, уменьшая трение в узлах двигателя и потери энергии из-за неполного сгорания топлива, улучшая конструкцию двигателей, и т. п. Повышение КПД тепловых двигателей – важная техническая задача.

Рассмотрим принцип действия наиболее распространенного в нагие время двигателя внутреннего сгорания, представление о котором должен иметь любой, пусть даже будущий, владелец автомобиля. Рабочий цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания состоит из четырех процессов (тактов): впуска, сжатия, рабочего хода (сгорания – расширения) и выпуска.

Впуск: поршень в цилиндре двигателя перемещается от верхней мертвой точки к нижней (рис, 92-3) и при этом впускной клапан открыт. В результате в цилиндре образуется разрежение (участок 1-2 диаграммы на рис. 92-4). Вследствие этого в цилиндр поступает горючая смесь, которая, перемешиваясь с остатками газа от предыдущего цикла, образует рабочую смесь. Процесс 1-2 близок к изотермическому.

сжатия, за счет которой увеличивается внутренняя энергия рабочей смеси и ее температура повышается.

механическая работа (участок 4-5). К концу расширения давление и температура падают до 400 кПа и

1000°С.

Выпуск: открывается выпускной клапан и при этом поршень перемещается к верхней мертвой точке, очищая цилиндр от отработанных газов путем выталкивания их в атмосферу (участок 5-1). Давление к концу выпуска падает до атмосферного, а температура – до 300°С. Затем весь цикл повторяется.

Из этих четырех тактов лишь один рабочий ход является основным, а остальные три – вспомогательными, поэтому одноцилиндровый четырехтактный двигатель работает неравномерно. Для обеспечения непрерывности работы изготовляют двигатели с несколькими цилиндрами.

КПД современных двигателей внутреннего сгорания достигает 40–50%.

Первый тепловой двигатель был создан во второй половине XVIII столетия русским изобретателем И. И. Ползуновым и англичанином Д. Уаттом. Это была первая паровая машина. В ее котле нагревалась вода, и водяной пар толкал поршень, преобразуя тепловую энергию в механическую. Основным недостатком паровых двигателей был их чрезвычайно низкий КПД, не более 8–9%.

В конце XIX века шведский инженер Г. Лаваль сконструировал первую паровую турбину, в которой струя пара попадала на лопасти вращающегося ротора, после чего отработанный пар конденсировался и образовавшаяся вода вновь поступала в паровой котел. КПД современных паровых турбин достаточно высок и достигает 4022%. Паровые турбины приводят во вращение роторы генераторов всех современных электростанций. КПД газовых турбин, в которых водяной пар заменен природным газом, ниже, чем у паровых турбин, и достигает 30%, но зато у них нет громоздких паровых котлов и их масса значительно меньше, поэтому газотурбинные установки широко применяются в авиации.

В реактивных двигателях, которые устанавливаются на реактивных самолетах и ракетах, основными частями являются камера сгорания и сопло, через которое истекают с огромной скоростью продукты сгорания в виде струи . газа, благодаря чему возникает реактивная сила. Принцип действия ракетных двигателей основан на законе сохранения импульса, благодаря чему ракеты, снабженные реактивными двигателями, могут передвигаться не только в атмосфере, но и в открытом Космосе.

93. ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ И ОХРАНА ПРИРОДЫ

Количество тепловых двигателей в мире непрерывно увеличивается. Кроме того, за счет повышения температуры нагревателей, т. е. применения все более совершенных видов топлива, повышается их КПД. Но при сжигании топлива сгорает атмосферный кислород. Для нужд промышленности вырубаются леса, восстанавливающие запасы кислорода. В итоге количество кислорода в атмосфере постепенно уменьшается.

При сгорании всех видов топлива в атмосферу выбрасывается огромное количество углекислого газа. Этот газ, поднимаясь вверх, экранирует тепловое излучение, испускаемое земной поверхностью, в результате чего запасы тепла в земной атмосфере возрастают. Возникает опасный парниковый эффект, который угрожает повсеместным повышением температуры, таянием льдов на полюсах Земли, затоплением части суши и необратимым изменением климата. Исследования показывают, что за последние 20 лет содержание углекислого газа в атмосфере за счет жизнедеятельности человека возросло на 20%.

При сгорании древесины, угля и нефти в атмосферу выбрасываются вредные вещества: азотные и серные соединения, а также свинец, добавляемый в бензин для предотвращения детонации топлива, которая может привести к взрыву бензобака и быстрому износу двигателя. Подсчитано, что только автомобильные двигатели выбрасывают ежегодно в почву 3 млн. тонн свинца. Кроме того, соединения азота, поднимаясь в стратосферу, губят тонкий слой атмосферного озона. Из-за этого в верхних слоях атмосферы образуются озоновые дыры, через которые проникают космические лучи, губительные для всего живого. В настоящее время такие дыры обнаружены над земными полюсами.

Перед человечеством остро стоит вопрос охраны окружающей среды от продуктов его же деятельности. Без этого невозможно сберечь здоровье нынешнего и будущих поколений. Необходимо совершенствовать технологические процессы, создавать безотходные технологии, внедрять высокоэффективные установки для очистки промышленных и транспортных выбросов, улучшать качество сырья и топлива.

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

94. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЗГЛЯДОВ НА ПРИРОДУ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА

В основе всех процессов, происходящих в природе, лежит взаимодействие тел или частиц, из которых состоят тела. Существуют четыре фундаментальных вида взаимодействий, к которым можно свести все взаимодействия любых объектов материального мира. Перечислим их, расположив по порядку возрастания силового воздействия: гравитационное, слабое, электромагнитное, сильное (ядерное).

По разнообразию проявлений, по значению для жизни и деятельности человека из этих видов первенство следует отдать электромагнитному взаимодействию материальных объектов. Это связано с тем, что все тела природы состоят из молекул и атомов, в состав которых входят непрерывно движущиеся электрически заряженные частицы, окруженные электрическими и магнитными полями.

Раздел физики, в котором изучается электромагнитное взаимодействие любых материальных объектов, называют электромагнетизмом.

О том, что в природе существуют электрические и магнитные явления, людям было известно еще в древности. В трудах родоначальника древнегреческой науки Фалеса Милетского, жившего около 624-547 гг. до новой эры, указывается на свойство янтаря, потертого о мех или шерсть, притягивать к себе легкие тела. Янтарь по-гречески – электрон, поэтому это свойство янтаря получило название электризации. Так в науку вошел термин «электричество». Однако количественное изучение электрических явлений

началось значительно позже. Лишь в XVII веке было обнаружено, что электрические заряды бывают двух знаков: положительные и отрицательные, что металлы могут

проводить электрический ток, что электрические и магнитные явления различны, хотя и взаимосвязаны.

Всередине XVIII века американский ученый Франклин установил электрическую природу молнии и изобрел громоотвод. В том же веке русские ученые М. В. Ломоносов и Г. Рихман открыли существование электрического поля вокруг заряженных тел и теоретически обосновали действие громоотвода.

В1785 г. французский физик Ш. Кулон установил основной закон электростатики – закон Кулона, определивший взаимодействие заряженных тел, а также закон взаимодействия магнитных полюсов. Через год итальянский ученый Гальвани, препарируя лягушку, обнаружил, что ее нерв заряжается положительно, а мышца – отрицательно, что привело его к ошибочному выводу о существовании «животного электричества». Его соотечественник А. Вольта показал, что Гальвани открыл физиологическое действие электрического тока. Вольта создал генератор электрического тока, который явился первым гальваническим элементом (так называемый вольтов столб). С созданием вольтова столба человечество вступило в новую эпоху – эпоху электричества.

В1802 г. русский ученый В. В. Петров впервые получил на вольтовом столбе устойчивый электрический разряд -дугу Петрова, которая впоследствии нашла широкое применение при сварке металлов, а также в устройстве прожекторов. В 1807 г. английский ученый Г. Девиди осуществил впервые электролиз водных растворов щелочей, получив при этом неизвестные ранее металлы – калий и натрий. В 1841-1842 гг. русский ученый Э. Х. Ленц и английский Джоуль открыли закон, позволяющий рассчитать количество теплоты, выделяемое в проводнике электрическим током, благодаря чему в жизни людей получили широчайшее распространение разнообразные электронагревательные приборы.

Важнейшим этапом в развитии теории электромагнетизма явилось установление взаимосвязи электрических и магнитных явлений.

В1820 г. датский физик X. Эрстед обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку.

Втом же году французский физик А. Ампер разработал основы электромагнетизма, установив закон магнитного действия тока и объяснив намагничивание веществ существованием в молекулах круговых молекулярных токов.

Большой вклад в развитие теории электромагнетизма внес английский ученый М. Фарадей. В 1831 г. им было открыто явление электромагнитной индукции, что положило начало бурному развитию электротехники. Практическое значение открытий Фарадея огромно. Благодаря им человечество получило дешевую электроэнергию, что позволило быстро продвинуться по пути технического прогресса; были построены первые электростанции, появилось электрическое освещение и возможность практически мгновенной передачи информации по проводам.

Представления Фарадея о природе электромагнетизма получили дальнейшее развитие в трудах английского ученого Дж. Максвелла. Опираясь на закономерности электромагнитных явлений, открытые его предшественниками опытным путем, Максвелл сформулировал фундаментальные уравнения, которые легли в основу электродинамики, подобно тому, как законы Ньютона легли в основу классической механики. Электродинамика, основанная на теории Максвелла, получила название классической электродинамики или электродинамики Максвелла.

Раздел классической электродинамики, в котором изучаются свойства неподвижных электрических зарядов и электрических полей, окружающих эти заряды, называется электростатикой.

Уравнения электростатики можно получить как частный случай из уравнений Максвелла. Заряды в электростатике принимаются за неподвижные относительно той инерциальной системы отсчета, в которой они рассматриваются. Относительно иных инерциальных систем отсчета эти заряды движутся с постоянной скоростью и поэтому их свойства могут быть описаны более общими законами классической электродинамики. Таким образом, электростатика входит как составная часть в классическую электродинамику.

Развитие науки XX столетия показало, что законы электродинамики Максвелла неприменимы к объектам микромира – атомам и внутриатомным частицам. На малых пространственно-временных промежутках вступают в силу квантовые свойства электромагнитных полей, которые классическая электродинамика не учитывает.

Следовательно, классическая электродинамика имеет свои границы применимости: она применима лишь к электромагнитным процессам в макромире. Электродинамика, законы которой применимы как к макро-, так и к микромиру, получила название квантовой электродинамики. Законы электродинамики классической вошли в квантовую электродинамику как частный случай.

С созданием квантовой электродинамики значение электродинамики классической не уменьшилось. Все теоретические положения классической электродинамики Максвелла сохраняют свою силу и на современном этапе развития науки, являясь основой радиотехники, большинства разделов электроники, оптики. С помощью уравнений Максвелла решаются проблемы получения устойчивой плазмы, управляемого термоядерного синтеза и многие другие задачи теоретического и прикладного характера.

ЭЛЕКТРОСТАТИКА

95. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАРЯДЫ, ИХ СВОЙСТВА И КЛАССИФИКАЦИЯ. ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ТЕЛ. ЭЛЕКТРОМЕТР

Электромагнитное взаимодействие тел обусловлено наличием у них электрических зарядов.

Электрический заряд – это количественная мера электромагнитного взаимодействия тел. Взаимодействие неподвижных зарядов называют электростатическим или кулоновским

взаимодействием.

Любые электрические и магнитные явления, имеющие место в природе, свидетельствуют о существовании и движении электрически заряженных тел. Сам по себе электрический заряд не существует, его носителем может быть только частица вещества, которую часто называют просто зарядом. Обычно обозначают электрический заряд буквой q или Q .

Электрический заряд – скалярная, алгебраическая величина, т. е. он может быть положительным и отрицательным.

Единица электрического заряда в СИ – кулон (Кл). Физический смысл кулона: 1 Кл это заряд,

проходящий через поперечное сечение проводника за 1 с, по которому течет постоянный ток силой 1 А: 1 Кл = 1 А ∙ с.

Поскольку 1 кулон – очень большой заряд, то часто используют внесистемные единицы заряда: пикокулон (пКл), нанокулон (нКл), микрокулон (мкКл), милликулон (мКл):

Основные свойства электрических зарядов: двойственность, аддитивность, сохранение,

квантование, инвариантность по отношению к разным инерциальным системам отсчета. Рассмотрим эти свойства в отдельности.

Двойственность электрических зарядов

Установлено, что в природе существуют заряды двух знаков. Заряды одного знака (одноименные заряды) отталкиваются друг от друга, а заряды разных знаков (разноименные заряды) притягиваются друг к другу. В связи с этим заряды условно разделили на положительные и отрицательные.

Положительным был назван заряд, который приобретает стеклянная палочка, потертая о шелк или бумагу. Отрицательным был назван заряд, который приобретает эбонитовая палочка, потертая о мех или шерсть.

Наименьшим (элементарным) положительным зарядом обладает элементарная частица «протон», входящая в состав ядра атома. Наименьшим (элементарным) отрицательным зарядом обладает элементарная частица «электрон», входящая в состав атома. Элементарный положительный заряд по модулю равен элементарному отрицательному заряду и отличается от него лишь знаком.

Модуль элементарного заряда:

e 1, 6 10 19 Кл .

Атомы вещества являются электрически нейтральными, когда число протонов в их ядрах равно числу электронов на орбитах, т. е. когда суммарный положительный заряд атомного ядра равен суммарному отрицательному заряду всех электронов на орбитах. Если по какой-либо причине число

дискретны, т. е. делимы. Поэтому любой заряд q на теле можно представить как произведение целого

числа N избыточных или недостающих электронов по сравнению с числом протонов в ядрах атомов этого тела и элементарного заряда e:

где e – модуль элементарного заряда, N = 1, 2, 3, число элементарных зарядов в заряде q .

Проделано множество опытов в поисках частиц с дробным элементарным зарядом, но пока ни один из них не увенчался успехом. На вопрос, почему такие частицы не обнаруживаются в свободном состоянии, физики пока дать ответ не могут, хотя название таким частицам они уже придумали. Частицы

с дробным элементарным зарядом 13 e , 13 e , 23 e , и 23 e получили название кварков. Теоретические

исследования подтверждают реальность их существования, поэтому поиски кварков продолжаются, хотя ученые склоняются к мысли о том, что, возможно, кварки в свободном состоянии не существуют.

Инвариантность заряда к разным инерциальным системам отсчета

Опыт показывает, что величина заряда не зависит от скорости его движения. Один и тот же электрический заряд, измеренный в разных инерциальных системах отсчета, одинаков. Следовательно,

электрический заряд инвариантен к разным инерциальным системам отсчета.

Инвариантность электрических зарядов непосредственно следует из закона сохранения заряда. Действительно, если бы величина заряда изолированной системы зависела от скорости ее движения, то с увеличением ее скорости заряд системы изменялся бы. Но этот факт входил бы в непреодолимое противоречие с законом сохранения заряда, согласно которому в изолированной системе заряд сохраняется. Имеется множество экспериментальных доказательств независимости величины заряда от скорости движения заряженного тела.

Электрометр

Устройство, которое позволяет обнаруживать на теле электрический заряд, называют электроскопом. Электроскоп состоит из металлического стержня с шариком на одном конце и двумя легкими листочками на нитях, прикрепленных к другому концу. Все это помещается в стеклянный баллон с изолирующей подставкой (рис. 95-2).

Рис. 95-2 Рис. 95-3

При поднесении к шарику электроскопа заряженного тела листочки приобретают одноименный заряд и отталкиваясь друг от друга расходятся тем сильнее, чем больше этот заряд.

Если листочки заменить стрелкой и поместить в сосуд шкалу, проградуированную в единицах заряда, то получим прибор, который называют электрометром. С его помощью можно измерять электрический заряд. Чем больше угол отклонения стрелки электрометра от вертикального стержня, тем больше величина измеряемого заряда (рис. 95-3).

Классификация электрических зарядов

По способности перемещаться по заряженному телу под действием электрического поля заряды условно делят на свободные, связанные и сторонние.

Свободными называют заряды, способные передвигаться по всему телу, на котором они находятся, под действием электрического поля, в которое тело помещено. К свободным зарядам относятся

свободные электроны в проводниках, электроны и дырки в полупроводниках ионы обоих знаков в электролитах, заряды – носители тока в вакууме.

Связанными называют заряды, входящие в состав молекул диэлектриков (изоляторов), которые под действием внешнего электрического поля могут лишь смещаться в пределах молекулы, относительно положения равновесия, но покинуть молекулу не могут.

Сторонними зарядами называют заряды, находящиеся на диэлектрике, но не входящие в состав его молекул, а также заряды вне диэлектрика. Такие заряды могут быть помещены на диэлектрик извне. Подобно связанным, сторонние заряды могут под действием внешнего электрического поля лишь смещаться на несколько межатомных расстояний, но совершать перемещение по всему диэлектрику они не могут.

В зависимости от размеров тела, на котором они находятся, заряды делят на точечные и протяженные (распределенные).

Точечным называют заряд тела, принятого за материальную точку. Поскольку материальная точка – абстрактный объект, то понятие точечного заряда – тоже абстракция. Тем не менее в электростатике понятие точечного заряда часто применяется, когда заряд расположен на теле, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи.

Протяженным (распределенным) называется заряд тела, размерами которого пренебречь нельзя.

Протяженные заряды условно делят на линейные, поверхностные и объемные.

Линейным называется заряд нити или стержня, диаметр которых бесконечно меньше их длины. Для характеристики распределения заряда вдоль нити вводят понятие линейной плотности заряда.

Линейная плотность заряда , равномерно распределенного по нити, равна отношению заряда нити q к ее длине l ,

Единица линейной плотности заряда в СИ – кулон на метр (Кл/м). Физический смысл этой единицы измерения: 1 Кл/м – линейная плотность заряда, при которой на каждом метре нити имеется заряд 1

Кл.

Некоторые внесистемные единицы линейной плотности заряда: Кл/мм, Кл/см. Их перевод в СИ: 1 Кл/мм = 1000 Кл/м, 1 Кл/см =100 Кл/м.

Для характеристики распределения заряда по поверхности вводят понятие поверхностной плотности

Единица поверхностной плотности заряда в СИ – кулон на метр в квадрате (Кл/м2).

Физический смысл этой единицы: 1 Кл/м2 – это поверхностная плотность заряда, при которой на каждом квадратном метре площади поверхности находится заряд 1 Кл.

Некоторые внесистемные единицы поверхностной плотности заряда: Кл/мм2, Кл/см2. Их перевод в

СИ:

1 Кл/мм2 =1∙106 Кл/м2, 1 Кл/см2 =1∙104 Кл/м2.

Для характеристики распределения заряда в некотором объеме вводят понятие объемной плотности заряда.

Объемная плотность заряда , равномерно распределенного в объеме V , равна отношению заряда к

Единица объемной плотности заряда в СИ – кулон на метр в кубе (Кл/м3).

Физический смысл этой единицы измерения: 1 Кл/м3 – это объемная плотность заряда, при которой в каждом кубическом метре заряженного тела содержится заряд 1 Кл

Очевидно, что линейная, поверхностная и объемная плотности заряда – скалярные величины.

96. ЗАКОН КУЛОНА

Закон взаимодействия двух точечных электрических зарядов установил в конце XVIII века французский ученый Шарль Кулон. Этот закон был установлен экспериментально с помощью прибора, созданного Кулоном, который он назвал крутильными весами.

Рассмотрим устройство и принцип действия крутильных весов, изображенных на рис. 96-1. Основной частью весов являлось подвешенное горизонтально на проводящей нити 1 коромысло 2. На одном конце коромысла помещался малый шарик 3, а на другом – противовес 4. Вблизи шарика 3

определивший зависимость силы взаимодействия зарядов от их величины и расстояния между ними. Этот закон лег в основу всей электростатики и является одним из основных законов электромагнетизма.

Закон Кулона: сила взаимодействия двух покоящихся точечных электрических зарядов прямо пропорциональна произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Эта сила направлена вдоль прямой, соединяющей заряды. Ее величина зависит также от

Здесь F – сила взаимодействия точечных зарядов, q1 и q2 – здесь и далее модули зарядов, k –

коэффициент пропорциональности, – относительная диэлектрическая проницаемость среды, в

которую помещены заряды, r – расстояние между ними.

Иногда, чтобы подчеркнуть, что q1 и q2 – модули зарядов, формулу (96.1) записывают так:

Fk q1 q2

r2

Формула (96.1) справедлива только в случае вакуума или безграничной, однородной и изотропной жидкой или газообразной среды, в которую помещены неподвижные заряды.

Величина коэффициента пропорциональности к зависит от выбора системы единиц. В СИ k = 9∙109 Н∙м2/Кл2. Эта величина означает, что два точечных покоящихся электрических заряда по 1 Кл каждый, расположенные в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, взаимодействуют друг с другом с огромной силой 9∙109 Н. Следовательно, заряд 1 Кл – очень большой заряд.

Безразмерная величина , входящая в знаменатель закона Кулона, называется относительной диэлектрической проницаемостью среды, в которую помещены заряды.

Физический смысл относительной диэлектрической проницаемости среды: относительная диэлектрическая проницаемость среды показывает, во сколько раз сила взаимодействия электрических зарядов в вакууме больше, чем в данной среде.

Например, воды = 81. Это значит, что в воде заряды взаимодействуют с силой в 81 раз меньшей, чем в вакууме, находясь на том же расстоянии друг от друга. вакуума = 1, воздуха тоже примерно равна 1.

На рис 96-2 изображены одноименные и разноименные точечные заряды q1 и q2 ,

взаимодействующие с силами F12 и F21 , направленными по прямым эти заряды. Сила F12 действует на первый заряд со стороны второго, а сила F21 – на второй заряд со стороны первого.

Электрическое поле материально, хотя и не воздействует на наши органы чувств за исключением очень сильных полей.

Электрическое поле является составной частью единого электромагнитного поля.

Электрическое поле, окружающее неподвижные заряды-источники поля, называется электростатическим (т. е. полем неподвижных зарядов).

Согласно теории электрического поля, созданной М. Фарадеем, каждый электрический заряд окружен его электрическим полем, поэтому такой заряд мы будем условно называть зарядом-источником qист . Однако это название не означает, что заряд первичен, а поле вторично, т. е. что поле появляется

после заряда. Электрическое поле заряда неразрывно связано с ним, рождается одновременно с ним и вместе с ним исчезает. Название «заряд-источник» поля означает лишь то, что данное электрическое поле связанно именно с этим зарядом, а все другие заряды внесены в поле этого заряда.

Заряд, который вносят в поле заряда-источника и с помощью которого исследуют это поле, мы будем называть пробным зарядом qпр . Если не указан знак пробного заряда, то его принято считать

положительным. Пробный заряд должен быть расположен на теле столь малых размеров, чтоб его можно было поместить в данную точку поля. При этом собственное электрическое поле пробного заряда должно быть столь мало, чтобы оно не изменяло поле заряда-источника. Понятно, что таких пробных зарядов в природе не существует, поэтому пробный заряд относится к абстрактным объектам. Чем меньше размеры заряженного тела, несущего заряд, которым исследуют электрическое поле, и чем слабее его собственное поле по сравнению с полем заряда-источника, тем точнее заряд на теле удовлетворяет условию пробного заряда.

В дальнейшем мы покажем, что переменные электрические поля могут отрываться от связанных с ними зарядов и распространяться в пространстве уже независимо от них.

Назовем основные свойства электрического поля:

а) источником электрического поля являются электрические заряды и переменные магнитные поля, с которыми данное электрическое поле неразрывно связано; источником электростатического поля являются только неподвижные электрические заряды;

б) электрическое поле действует на внесенные в него заряды с некоторой силой; в) электрическое поле распространяется в пространстве с конечной скоростью, которая в вакууме

равна скорости света с = 3∙108 м/с.

Основной силовой характеристикой электрического поля является его напряженность E . Определение напряженности электрического поля: напряженность электрического поля в данной

точке равна отношению силы, действующей на пробный заряд, внесенный в эту точку, к величине этого заряда,

qпр , внесенный в эту точку поля.

Физический смысл напряженности электрического поля: напряженность электрического поля в данной точке равна силе, действующей на единичный пробный заряд, внесенный в эту точку поля.

Напряженность – векторная величина. Вектор напряженности E сонаправлен с вектором силы, действующей на положительный пробный заряд, внесенный в данную точку электрического поля (рис. 97-1).

Направление и величина вектора напряженности электрического поля в данной точке определяются исключительно знаком заряда-источника и не зависят от знака Рис. 97-1 пробного заряда. Вектор напряженности электрического поля в данной точке имеет свое направление и величину, даже если в этой точке никакого пробного заряда нет.

Какие бы пробные заряды мы ни вносили бы в данную точку поля, его напряженность при этом не изменится.