Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Физика (Электричество)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF4_2_Электрическое поле Напряжённость электростатического поля_mini

.pdf
Скачиваний:
59
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
1.22 Mб
Скачать

4.2. 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+