Физика (Электричество)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF4_2_Электрическое поле Напряжённость электростатического поля_mini
.pdf4.2. Электрическое поле. Напряжённостьённость электростатического поляя
4.2.1.Электрическое поле
4.2.2.Вектор напряжённости электрического поля
4.2.3.Линии напряжённости электростатического поля и их свойства
4.2.4.Принцип суперпозиции электростатических полей; электрический диполь
© А.В. Бармасов, 1998-2013 |
1 |
12+ |
|
4.2.1. Электрическое полеоле
Мы живём на нашей планете среди вопросительных знаков, которые щедро и повсюду поставила перед нами природа!
Бернар Эйвельманс
© А.В. Бармасов, 1998-2013 |
2 |
12+ |
|
Электрическое поле
(Electric field)
Электрическое поле – векторное поле, определяющее силовое воздействие на заряженные частицы, не зависящее от их скоростей.
Электростатическое поле – силовое поле, созданное неподвижными электрическими зарядами.
Электростатическое поле, созданное точечным зарядом q, существует независимо от наличия или отсутствия других зарядов. Однако оно может быть обнаружено лишь с помощью сил, испытываемых любым другим зарядом q0, помещённым в это поле. Этим обстоятельством и пользуются для количественной характеристики электрического поля. Такой положительный единичный заряд q0 называется пробным зарядом.
© А.В. Бармасов, 1998-2013 |
3 |
12+ |
|
4.2.2. Вектор напряжённостиости электрического поля
Напряжённость электростатического поля E –
векторная характеристика электрического поля, пропорциональная силе, действующей на покоящийся в данной системе отсчёта единичный электрический заряд. При этом предполагается, что внесение заряда (заряженного пробного тела) во внешнее поле не изменяет такового.
E ≡ F q0
© А.В. Бармасов, 1998-2013 |
4 |
12+ |
|
Соотношения между единицами напряжённости электрического поля
|
Единица |
В·м–1 |
В·см–1 |
гауссова |
СГСМ |
|
|
|
|
|
(СГСЭ) |
|
|
1 |
В·м–1 |
1 |
10–2 |
3,34·10–5 |
106 |
|
1 |
В·см–1 |
102 |
1 |
3,34·10–3 |
108 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
СГС |
2,99792458·104 |
2,99792458·102 |
1 |
3·1010 |
|
(СГСЭ) |
||||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
СГСМ |
10–6 |
10–8 |
3,34·10–11 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
атомная |
5,14221·1011 |
|
|
|
|
единица поля |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
см–2 |
1,43997·10–5 |
|
|
|
|
© А.В. Бармасов, 1998-2013 |
5 |
12+ |
|
Аналогии между механическими и электрическими взаимодействиями
|
Механика |
Электростатика |
|||
|
|
|
|
|
|
Напряжённость |
Напряжённость |
||||
гравитационного поля, |
электрического поля, |
||||
СИ – м·с–2 |
СИ – В·м–1 , гауссова – |
||||
|
F |
|
Фр·см–2 |
||
Γ ≡ |
|
|
F |
|
|
m |
E ≡ |
|
|||
|
|
||||
|
q |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
© А.В. Бармасов, 1998-2013 |
6 |
12+ |
|
4.2.3. Линии напряжённостити электростатического поля и их свойствавойства
Принято представлять направление вектора напряжённости электростатических полей в виде стрéлок. Например, в однородном изотропном пространстве для точечных зарядов q > 0 («исток») и q < 0 («сток»).
© А.В. Бармасов, 1998-2013 |
7 |
12+ |
|
Визуализация электростатического поля (а – полярность одинаковая; б – полярность разная)
© А.В. Бармасов, 1998-2013 |
8 |
12+ |
|
Линии напряжённости электростатического поля и их свойства
Графически электростатическое поле характеризуют
спомощью так называемых линий напряжённости или силовых линий – кривых,
касательные к которым в каждой точке совпадают
снаправлением вектора напряжённости поля в данной точке.
Величина напряжённости поля характеризуется густотой линий напряжённости; в тех областях, где величина E больше, линии напряжённости проходят гуще, и наоборот.
© А.В. Бармасов, 1998-2013 |
9 |
12+ |
|
Семейство линий напряжённости
Физический смысл имеет только семейство (совокупность) линий напряжённости, но не отдельная линия.
Понятие о семействе линий введено английским физиком Майклом Фарадéем (1792-1867).
© А.В. Бармасов, 1998-2013 |
10 |
12+ |
|