Теоретичні відомості

Електричне поле – форма існування матерії, складова електромагнітного поля; існує навколо нерухомих зарядів (стаціонарне електричне поле) або виникає в результаті зміни магнітного поля (вихрове електричне поле).

Силовою характеристикою поля є напруженість.

Напруженість електричного поля – векторна силова характеристика поля, визначається відношенням сили, з якою поле діє на точковий позитивний заряд, поміщений в ньому, до величини цього заряду: , де q₀ – точковий заряд, F – сила, що діє з боку поля на заряд.

Напруженість в системі SІ вимірюється у В/м (або ж Н/Кл) .

В кожній точці поля напруженість характеризується певним напрямком і числовим значенням. Якщо рухатись від однієї точки поля до іншої таким чином, щоб напрямки векторів напруженості весь час були орієнтовані вздовж дотичної до напрямку переміщення, то отримані в результаті такого переміщення лінії дуже зручні для графічного зображення поля.

Лінії, дотичні до яких в будь-якій точці співпадають з напрямом напруженості поля в цій точці, називаються силовими лініями (рисунок 42.1).

Рисунок 42.1 – Силові лінії електростатичного поля

Силові лінії мають такі властивості: 1) починаються (виходять) на позитивних зарядах і закінчуються (входять) на негативних (рисунок 42.1,б), 2) вони не перетинаються і не перериваються, 3) густота ліній в околі деякої точки пропорційна значенню напруженості поля в цій точці.

Електричне поле, напруженість якого в кожній точці має одну і ту ж величину та напрям, називають однорідним.

Прикладом однорідного поля є поле, створене двома досить протяжними паралельними зарядженими пластинами (рисунок42.2) (всередині між пластинами).

Рисунок 42.2 – Однорідне поле конденсатора

Напруженість поля, створеного точковим зарядом, в деякій точці простору пропорційна величині заряду і обернено пропорційна квадрату відстані від заряду до точки, де визначається напруженість, тобто

. (42.1)

Різні заряджені тіла створюють довкола себе різні електростатичні поля, але кожне з цих полів діє на розташований в деякій точці заряд q_о за одним і тим же законом: . Щоб знайти силу, що діє на заряд, треба спочатку знайти напруженість поля в даній точці. Тому необхідно навчитись знаходити напруженість поля системи зарядів.

Для визначення напруженості електричного поля, створеного декількома зарядами, користуються принципом суперпозиції полів:

у вакуумі напруженість електричного поля, створеного системою нерухомих зарядів, дорівнює векторній сумі напруженостей електричних полів, створених кожним з цих зарядів зокрема.

Наприклад, напруженість поля, створеного зарядами –q i +q в точці А (рисунок 42.3), може бути визначена як векторна сума напруженостей, створених кожним зарядом зокрема:

Якщо б зарядів було 4, то тоді , а в загальному для п зарядів .

Візьмемо для прикладу два різнойменні однакові за величиною заряди, виберемо три точки А, В і С (рисунок 42.4) і побудуємо в кожній із них пару векторів напруженості . Потім виконаємо для кожної із вказаних точок додавання векторів і отримаємо результуючі вектори . Вони повинні бути дотичними до силових ліній поля у відповідних точках. Ці три вектори підказують конфігурацію силових ліній, зображених на рисунок 42.4.

Якщо величину додатного заряду збільшувати, то його вплив стає сильніший; поле заряду q₊ починає домінувати (пригнічувати) над полем заряду q_– (рис. 42.4 b,c).

Тепер стає зрозумілим, як можна конструювати картину силових ліній поля системи із декількох зарядів.

Зверніть увагу на те, що силові лінії електричного поля незамкнуті, тобто мають початок і кінець; що мають початок і не мають кінця (“+q”) або мають кінець і не мають початку (“-q“); що вони не перетинаються і не перериваються; що сила, яка діє на заряд в різних точках однорідного поля, однакова, а неоднорідного – різна, і що густота силових ліній вказує на величину напруженості поля, а кількість силових ліній, що виходять (або входять) з даного заряду, пропорційна його величині.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Визначення питомого заряду електрона	\|	Теоретичні відомості

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.