Электрическое поле
Детская энциклопедия




Меню сайта




Реклама











Электрическое поле

Если размеры наэлектризованных тел по срав­нению с расстоянием между ними малы, то вели­чина силы, с которой они взаимодействуют, опреде­ляется законом Кулона. Трудность, как и в ре­шении проблемы взаимодействия намагниченных тел, была связана с пониманием, как действуют заряды. И в этом случае одержала верх «теория близкодействия»: каждый из электрических зарядов возбуждает вокруг себя электри­ческое поле, которое оказывает действие на другой заряд.

Силовая характеристика электрического поля — напряженность. Она определяется силой, действующей на единичный поло­жительный заряд в каждой точке поля:

 

 

 В Международной системе единиц (т. е. в систе­ме СИ) сила F измеряется единицей н (ньютон), а заряд q — единицей k (кулон). У единиц на­пряженности электрического поля нет специаль­ного названия, она измеряется единицей н/k. Напряженность поля удобнее измерять едини­цей в/м, которая выводится из уравнений н•м=дж и дж=k•в.

Электрическое поле удобно изображать гра­фически с помощью силовых линий; касатель­ные, нанесенные в каждой точке этих силовых линий, определят направление вектора напря­женности поля.

Теперь обратимся к электрическим явле­ниям. Для них основной закон — закон Куло­на. Он определяет взаимодействие точечных зарядов в вакууме:

 

где k — коэффициент, зависящий от выбора единиц для измерения зарядов q1 и q, расстоя­ния между ними r и силы F, приложенной к каж­дому заряду.

При измерении этих величин в единицах Международной системы, т. е. зарядов в куло­нах (а•сек), расстояния в метрах и силы в нью­тонах, коэффициент k будет равен 9•109, а формула приобретет следующий вид:

 

Введем в нее коэффициент 4π так же, как это было сделано в формуле закона Ампера:

 

 

Заменив

 

обозначением  ε0, получим закон Кулона в рационализированой форме:

 

где

 

Эта величина называется электрической постоянной вакуума.

Если же поместить заряды в диэлектрик, т. е. в среду, которая влияет на силу взаимо­действия, величина силы изменится и придется учитывать относительную диэлектрическую проницаемость среды ε:

 

Рассматривая взаимодействие зарядов с точ­ки зрения теории близкодействия (q1 образует поле, a q испытывает его действие), находим напряженность электрического поля для точеч­ного заряда:

 

 

и находим силу, действующую на заряд в любой точке поля:


Чтобы упростить вычисление силовой ха­рактеристики поля (Е), Максвелл ввел новую характеристику — D: электрическое смещение:


В Международной системе для D нет спе­циального названия. Электрическое смещение измеряется единицей




Таким образом, электрическое смещение можно рассматривать как характеристику об­разования электрического поля в среде, когда заряды, связанные в атомах и молекулах ве­щества, смещаются. Мера этого процесса — заряд, сместившийся через единицу поверхно­сти.

Таким образом, в основные законы были введены две постоянные, характеризующие ва­куум,— электрическая ε0 и магнитная µ0. При этом само понятие вакуума обогатилось новым содержанием, которое расширяет наше пред­ставление об отвлеченном безвоздушном прост­ранстве.





 
 
-------------------------------------------------------
Календарь
«  Апрель 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2017