Министерство образования и науки РФ

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Кафедра Вычислительной техники и

Защиты информации.

Реферат

Электрическое поле

Выполнил:

Студент ФИРТ

группы ЗИ-225

Проверила:

доцент, к.т.н.

Машкина И.В.

Уфа 2004

Содержание

1. Электрический заряд……………………………………………3

2. Закон Кулона…………………………………………………….5

3. Электростатическое поле……………………………………….7

4. Напряжённость поля…………………………………………….8

5. Применение теоремы Гаусса……………………………….…11

6. Проводники в электростатическом поле……………………..12

7. Разность потенциалов………………………………………….13

8. Поле движущегося заряда…………………………………......15

9. Вихревое электрическое поле…………………………………16

10. Работа вихревого электрического поля……………………17

11. Токи Фуко…………………………………………………...18

12. Ферриты……………………………………………………..18

13. Заключение………………………………………………….19

14. Список используемой литературы…………………………20

Электрическое поле создается электрическими зарядами или заряженными телами, а также действует на эти объекты независимо от того, движутся они или неподвижны.

Электрическое поле подразделяется по принципу образования:

Электрическое поле

Образовано неподвижными в данной системе отсчета телами и частицами, то их взаимодействие

осуществляется посредством электростатиче­ского поля.

Образовано движущимися частицами.

Вихревое электрическое поле.

.

Электростатическое поле.

Электростатика – раздел физики, изучающий электрические поля неподвижных зарядов (заряженных тел).

Электрический заряд

Все тела в природе способны электризоваться, т.е. приобретать заряд. Наличие электрического заряда проявляется в том, что заряженное тело взаимодействует с другими заряженными телами. Имеется два вида электрических зарядов, условно называемых положительными и отрицательными. Заряды одного знака отталкиваются, а разных знаков – притягиваются друг другом. Заряд всех элементарных частиц одинаков по абсолютной величине. Его можно назвать элементарным зарядом. Положительный элементарный заряд обозначается буквой е.

Элементарный заряд

электрон (несущий отрицательный заряд –e)

Протон (несущий положительный заряд +е)

нейтрон (заряд которого равен нулю)

Из этих частиц построены атомы и молекулы любого вещества, поэтому электрические заряды входят в состав всех тел. Обычно частицы, несущие заряды разных знаков, присутствуют в равных количествах и распределены в теле с одинаковой плотностью.

Поскольку всякий заряд q образуется совокупностью элементарных зарядов, он является целым кратным е:

q= + Ne.

(формула №1)

Однако элементарный заряд настолько мал, что возможную величину макроскопических зарядов можно считать изменяющейся непрерывно. Величина заряда измеряемая в разных инерциальных системах отсчёта, оказывается одинаковой. Следовательно, электрический заряд является релятивистскии инвариантным. Отсюда вытекает, что величина заряда не зависит от того, движется этот заряд или покоится.

Электрические заряды могу исчезать и возникать вновь. Однако всегда возникают или исчезают два элементарных заряда противоположных знаков. Например,

Электрон

Позитрон (положительный электрон)

Нейтральные гамма-фотоны

+ =

При этом исчезают заряды –е и +е. В ходе процесса, называемого рождением пары, гамма-фотон, попадая в поле атомного ядра, превращается в пару частиц – электрон и ряды –е и +е.

Таким образом, суммарный заряд электрически изолированной системы не может изменяться. Это утверждение носит название закона сохранения электрического заряда.

Данный закон тесно связан с релятивистской инвариантностью заряда. Действительно, если бы величина заряда зависела бы от его скорости, то, приведя в движение заряды одного какого-то знака, мы изменили бы суммарный заряд изолированной системы.

Линии напряженности для разных видов зарядов.

Закон Кулона.

Закон Кулона – это закон, без которого дальнейшее рассмотрение электрических полей не имеет смысла. Он был установлен в 1785 году Кулоном.

Точечным зарядом называется заряженное тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстояниями от этого тела до других тел, несущих электрический заряд.

Опыты Кулона привели к установлению закона, напоминающего закон всемирного тяготения.

Закон Кулона:

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обрат­но пропорциональна квадрату расстояния между ними. Эту силу называют кулоновской.

Кулоновская сила – это электрическая сила подчиняющаяся закону Кулона и направленная по прямой соединяющей заряды.

Если обозначить модули зарядов через   и , то закон Кулона можно записать в следующей форме:

Здесь k — коэффициент пропорциональности, значение ко­торого зависит от выбора единиц электрического заряда, . Используя систему единиц СИ, этот коэффициент часто записывают в виде: , где  - электрическая постоянная.

Условия применимости формулы

 

Для точечных неподвижных заряженных тел в вакууме

для шаров, радиусы которых соизмеримы с расстояниями между их центрами (заряды распределены равномерно).

Электростатическое поле – вид материи, осуществляющий взаимодействие между электрически заряженными частицами. Всякий заряд изменяет свойства окружающего его пространства – создаёт в нём электрическое поле. Это поле проявляет себя в том, что помещённый в какую – либо точку электрический заряд оказывается под действием силы. Следовательно, для того чтобы выяснить, имеется ли в данном месте электрическое поле, нужно поместить туда заряженное тело и установить, испытывает оно действие электрической силы или нет. По величине силы, действующей на даны заряд, можно, очевидно, судить об “интенсивности” поля.

Основные характеристики электрического поля

Напряжённость

Потенциал

Итак, для обнаружения и исследования электрического поля нужно воспользоваться некоторым “пробным” зарядом. Для того чтобы сила, действующая на пробный заряд, характеризовала поле “в данной точке”, пробный заряд должен быть точечным. В противном случае сила, действующая на заряд, будет характеризовать свойства поля, усредненные по объему, занимаемому телом, которое несет на себе пробный заряд.