Ang mga naka-charge na katawan ay maaaring makaimpluwensya sa isa't isa nang walang kontak sa pamamagitan ng isang electric field. Isang field na nilikha ng static mga de-koryenteng particle, ay tinatawag na electrostatic.

Pagtuturo

1. Kung ang isa pang charge Q0 ay inilagay sa electric field na nilikha ng charge Q, maaapektuhan ito ng isang tiyak na puwersa. Ang collation na ito ay tinatawag na tension electric field E. Ito ang ratio ng puwersa F, kung saan kumikilos ang field sa tamang singil ng kuryente Q0 sa isang tiyak na punto sa espasyo, sa halaga ng singil na ito: E = F/Q0.

2. Depende sa isang tiyak na punto sa espasyo, maaaring magbago ang halaga ng lakas ng field E, na ipinahayag ng formula E = E (x, y, z, t). Dahil dito, ang lakas ng patlang ng kuryente ay tumutukoy sa mga pisikal na dami ng vector.

3. Dahil ang lakas ng field ay nakasalalay sa puwersa na kumikilos sa point charge, ang electric field strength vector E ay kapareho ng force vector F. Ayon sa batas ng Coulomb, ang puwersa kung saan ang dalawang naka-charge na particle ay nakikipag-ugnayan sa vacuum ay nakadirekta sa isang tuwid na linya na nag-uugnay sa mga singil na ito.

4. Iminungkahi ni Michael Faraday na isalarawan ang lakas ng patlang ng isang electric charge na may suporta ng mga linya ng pag-igting. Ang mga linyang ito ay tumutugma sa tension vector sa lahat ng mga punto sa kahabaan ng tangent. Sa mga guhit, kadalasang tinutukoy sila ng mga arrow.

5. Kung sakaling ang electric field ay pare-pareho at ang intensity vector nito ay tuloy-tuloy sa modulus at direksyon nito, kung gayon ang mga linya ng intensity ay parallel dito. Kung ang electric field ay nilikha ng isang maayos na sisingilin na katawan, ang mga linya ng pag-igting ay nakadirekta palayo dito, at sa kaso ng isang negatibong sisingilin na particle, patungo dito.

Tip 2: Paano matukoy ang lakas ng electric field

Upang matuklasan tensyon electric mga patlang, magdagdag ng kilalang test charge dito. Sukatin ang puwersa na kumikilos dito mula sa gilid mga patlang at kalkulahin ang halaga ng pag-igting. Kung ang electric field ay nilikha ng isang point charge o isang kapasitor, kalkulahin ito gamit ang mga espesyal na formula.

Kakailanganin mong

• electrometer, dynamometer, voltmeter, ruler at protractor.

Pagtuturo

1. Pagpapasiya ng pag-igting ng isang di-makatwirang electric mga patlang Kumuha ng sisingilin na katawan, ang mga sukat nito ay hindi gaanong mahalaga kung ihahambing sa mga sukat ng katawan na bumubuo ng electric field. Ang isang sisingilin na bolang metal na may mababang masa ay perpekto. Sukatin ang halaga ng singil nito gamit ang isang electrometer at ilapat ito sa electric field. Balansehin ang puwersa na kumikilos sa singil mula sa electric mga patlang dynamometer at basahin ito sa newtons. Pagkatapos ng halagang ito ng puwersa, hatiin sa halaga ng singil sa Coulomb (E=F/q). Ang magiging resulta tensyon electric mga patlang sa volts bawat metro.

2. mga patlang point charge Kung ang electric field ay nabuo sa pamamagitan ng isang singil na ang magnitude ay kilala, upang matukoy ang intensity nito sa ilang mga punto sa espasyo malayo mula dito, sukatin ang distansya sa pagitan ng napiling punto at ang singil sa metro. Pagkatapos nito, ang halaga ng singil sa Coulomb, hatiin sa sinusukat na distansya na itinaas sa pangalawang kapangyarihan (q / r?). I-multiply ang resulta sa 9*10^9.

3. Pagpapasiya ng electrical tension mga patlang Capacitor Sukatin ang potensyal na pagkakaiba (boltahe) sa pagitan ng mga capacitor plate. Upang gawin ito, ikonekta ang isang voltmeter na kahanay sa kanila, ayusin ang resulta sa volts. Pagkatapos ay sukatin ang distansya sa pagitan ng mga plate na ito sa metro. Hatiin ang halaga ng boltahe sa distansya sa pagitan ng mga plato, ang resulta ay tensyon electric mga patlang. Kung walang hangin ang inilagay sa pagitan ng mga plato, tukuyin ang dielectric constant ng medium na ito at hatiin ang kabuuan sa halaga nito.

4. Kahulugan ng elektrikal mga patlang ginawa ng ilan mga patlang mi Kung ang patlang sa isang naibigay na punto ay resulta ng superposisyon ng ilang mga electric field, hanapin ang vector sum ng mga halaga ng mga field na ito, na isinasaalang-alang ang kanilang direksyon (field superposition thesis). Kung kinakailangan upang makita ang electric field na nabuo ng dalawa mga patlang mi, buuin ang kanilang mga vector sa isang naibigay na punto, sukatin ang anggulo sa pagitan nila. Pagkatapos nito, parisukat ang alinman sa kanilang mga halaga, hanapin ang kanilang kabuuan. Kalkulahin ang produkto ng mga halaga ng lakas ng patlang, i-multiply ito sa cosine ng anggulo, ang isa na katumbas ng 180? bawasan ang anggulo sa pagitan ng mga stress vector, at i-multiply ang kabuuan sa 2. Sa ibang pagkakataon, ibawas ang resultang numero mula sa kabuuan ng mga squared stress (E=E1?+E2?-2E1E2*Cos(180?-?)). Kapag nagpaplano ng mga patlang, isaalang-alang na ang mga linya ng puwersa ay lumalabas sa mga tamang singil at sa mga negatibo.

Mga kaugnay na video

Ang mga bagay ng vector algebra ay mga segment ng tuwid na linya na may direksyon at haba na tinatawag na module. Upang tukuyin modyul vector, dapat i-extract Kuwadrado na ugat mula sa isang dami na ang kabuuan ng mga parisukat ng mga projection nito sa mga coordinate axes.

Pagtuturo

1. Ang mga vector ay nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang pangunahing katangian: haba at direksyon. Ang haba vector tinatawag na modulus o norm at isang scalar value, ang distansya mula sa simula hanggang sa dulong punto. Ang parehong mga katangian ay ginagamit upang graphic na kumakatawan sa iba't ibang dami o aksyon, sabihin, pisikal na pwersa, paggalaw elementarya na mga particle atbp.

2. Lokasyon vector sa dalawang-dimensional o tatlong-dimensional na espasyo ay hindi nakakaapekto sa mga katangian nito. Kung ililipat mo ito sa ibang lugar, ang mga coordinate lamang ng mga dulo nito ang magbabago, gayunpaman modyul at ang direksyon ay mananatiling dating. Pinapayagan ng awtonomiya na ito ang paggamit ng mga tool ng vector algebra sa iba't ibang mga kalkulasyon, halimbawa, pagtukoy ng mga anggulo sa pagitan ng mga spatial na linya at eroplano.

3. Ang buong vector ay maaaring tukuyin ng mga coordinate ng mga dulo nito. Isaalang-alang muna natin ang isang dalawang-dimensional na espasyo: hayaan ang paunang salita vector ay nasa punto A (1, -3), at ang dulo ay nasa punto B (4, -5). Upang mahanap ang kanilang mga projection, ibaba ang mga perpendicular sa abscissa at y-axis.

4. Tukuyin ang mga projection ng vector, na maaaring kalkulahin ng formula: ABx \u003d (xb - xa) \u003d 3; ABy \u003d (yb - ya) \u003d -2, kung saan: ABx at ABy ay mga projection vector sa Ox at Oy axes; ang xa at xb ay ang abscissas ng mga puntos na A at B; ang ya at yb ay ang mga katumbas na ordinate.

5. Sa graphic na imahe, makikita mo ang isang kanang tatsulok na nabuo ng mga binti na may haba na katumbas ng mga projection vector. Ang hypotenuse ng tatsulok ay ang halaga na kakalkulahin, i.e. modyul vector. Ilapat ang Pythagorean theorem:|AB|? = ABx? +ABy? ? |AB| = ?((xb – xa)? + (yb – ya)?) = ?13.

6. Tila, para sa isang three-dimensional na espasyo, ang formula ay nagiging mas kumplikado sa pamamagitan ng pagdaragdag ng ikatlong coordinate - ang applicate ng zb at za para sa mga dulo vector:|AB| = ?((xb – xa)? + (yb – ya)? + (zb – za)?).

7. Ipaalam sa itinuturing na halimbawa za = 3, zb = 8, pagkatapos: zb – za = 5;|AB| = ?(9 + 4 + 25) = ?38.

Mga kaugnay na video

Upang matukoy ang module ng mga point charge na magkaparehong magnitude, sukatin ang lakas ng kanilang pakikipag-ugnayan at ang distansya sa pagitan nila at gumawa ng kalkulasyon. Kung kinakailangan upang makita ang modulus ng singil ng mga indibidwal na katawan ng punto, dalhin ang mga ito sa isang electric field na may kilalang intensity at sukatin ang puwersa kung saan kumikilos ang field sa mga singil na ito.

Kakailanganin mong

• - mga kaliskis ng pamamaluktot;
• - pinuno;
• - calculator;
• – metro electrostatic field.

Pagtuturo

1. Kung mayroong dalawang singil na magkapareho sa modulus, sukatin ang lakas ng kanilang pakikipag-ugnayan gamit ang mga torsion scale ng Coulomb, na kasabay nito ay isang emosyonal na dynamometer. Nang maglaon, pagkatapos na maging balanse ang mga singil, at ang wire ng balanse ay nabayaran para sa puwersa ng pakikipag-ugnayan ng kuryente, ayusin ang halaga ng puwersang ito sa sukat ng sukat. Sa ibang pagkakataon, gamit ang isang ruler, caliper, o paggamit ng isang espesyal na sukat sa mga timbangan, hanapin ang distansya sa pagitan ng mga singil na ito. Isaalang-alang na ang hindi katulad na mga singil ay umaakit at tulad ng mga singil ay nagtataboy. Sukatin ang puwersa sa Newtons at distansya sa metro.

2. Kalkulahin ang halaga ng modulus ng isang point charge q. Upang gawin ito, hatiin ang puwersa F, kung saan nakikipag-ugnayan ang dalawang singil, sa pamamagitan ng tagapagpahiwatig 9 10 ^ 9. Kunin ang square root ng resulta. I-multiply ang resulta sa distansya sa pagitan ng mga charge r, q=r ?(F/9 10^9). Matatanggap mo ang singil sa Coulombs.

3. Kung ang mga singil ay hindi pareho, kung gayon ang isa sa mga ito ay dapat na dati nang kilala. Tukuyin ang puwersa ng interaksyon ng sikat at hindi kilalang singil at ang distansya sa pagitan ng mga ito gamit ang mga torsion weight ng Coulomb. Kalkulahin ang modulus ng hindi kilalang singil. Upang gawin ito, hatiin ang puwersa ng pakikipag-ugnayan ng mga singil F, hatiin sa produkto ng tagapagpahiwatig 9 10 ^ 9 sa modulus ng sikat na singil na q0. Mula sa resultang numero, kunin ang square root at i-multiply ang resulta sa distansya sa pagitan ng mga charge r; q1=r ?(F/(9 10^9 q2)).

4. Tukuyin ang modulus ng isang hindi pamilyar na point charge sa pamamagitan ng pagpasok nito sa isang electrostatic field. Kung ang pag-igting nito sa puntong ito ay hindi alam nang maaga, dalhin ang sensor ng electrostatic field meter dito. Ang boltahe ay sinusukat sa volts bawat metro. Mag-inject ng charge sa isang punto na may alam na tensyon at, sa suporta ng isang emosyonal na dynamometer, sukatin ang puwersa sa Newtons na kumikilos dito. Tukuyin ang modulus ng singil sa pamamagitan ng paghahati ng halaga ng puwersa F sa lakas ng patlang ng kuryente E; q=F/E.

Mga kaugnay na video

Tandaan!
Ang tension vector ay may isang direksyon lamang sa anumang punto sa espasyo, samakatuwid ang mga linya ng tensyon ay hindi kailanman nagsalubong.

Ang mga puwersang kumikilos sa malayo ay kung minsan ay tinatawag na field forces. Kung sisingilin mo ang isang bagay, lilikha ito ng electric field - isang lugar na may mga nabagong katangian sa paligid nito. Ang isang di-makatwirang singil na nahulog sa zone ng isang electric field ay sasailalim sa pagkilos ng mga puwersa nito. Ang mga puwersang ito ay apektado ng antas ng singil ng bagay at ang distansya dito.

Png?.png 600w

Pagsukat ng lakas ng EP

Mga puwersa at singil

Ipagpalagay na mayroong ilang paunang electric charge Q na lumilikha ng electric field. Ang lakas ng patlang na ito ay sinusukat sa pamamagitan ng singil ng kuryente sa kalapit na lugar. Ang electric charge na ito ay tinatawag na test charge, dahil ito ay nagsisilbing test charge sa pagtukoy ng tensyon at napakaliit upang maapektuhan ang nabuong electric field.

Ang control electric charge ay tatawaging q at may ilang quantitative value. Kapag inilagay sa isang electric field, ito ay sumasailalim sa kaakit-akit o salungat na pwersa F.

Bilang isang formula para sa lakas ng electric field, na ipinahiwatig ng Latin na titikE, ay nagsisilbing mathematical notation:

Ang puwersa ay sinusukat sa newtons (N), ang singil ay sinusukat sa coulombs (C). Alinsunod dito, ang isang yunit ay ginagamit para sa pag-igting - N / C.

Ang isa pang madalas na ginagamit na yunit para sa homogenous na EP sa pagsasanay ay V/m. Ito ay bunga ng formula:

Iyon ay, ang E ay nakasalalay sa boltahe ng electric field (ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang punto nito) at ang distansya.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-9-768x474..jpg 120w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/ 03/2-9.jpg 960w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

tensyon sa EP

Nakadepende ba ang intensity sa quantitative value ng electric charge? Makikita mula sa pormula na ang pagtaas sa q ay nangangailangan ng pagbaba sa E. Ngunit ayon sa batas ng Coulomb, ang mas maraming singil ay nangangahulugan din ng mas maraming puwersang elektrikal. Halimbawa, ang dalawang ulit na pagtaas ng singil sa kuryente ay magdudulot ng dalawang beses na pagtaas sa F. Samakatuwid, walang pagbabago sa tensyon.

Mahalaga! Ang EP ay hindi nakakaapekto sa pag-igting quantitative indicator singil sa pagsubok.

Paano nakadirekta ang electric field vector

Para sa isang vector quantity, dalawang katangian ang kinakailangang ilapat: quantitative value at direksyon. Ang paunang singil ay apektado ng puwersang nakadirekta dito o sa kabilang direksyon. Ang pagpili ng isang maaasahang direksyon ay tinutukoy ng sign ng pagsingil. Upang malutas ang tanong kung saan direksyon ang mga linya ng pag-igting ay nakadirekta, ang direksyon ng puwersa F na kumikilos sa positibong singil ng kuryente ay kinuha.

Mahalaga! Ang mga linya ng lakas ng field na nilikha ng electric charge ay nakadirekta mula sa charge na may "plus" sign sa charge na may "minus" sign. Kung iniisip mo ang isang di-makatwirang positibong paunang singil, kung gayon ang mga linya ay lalabas dito sa lahat ng direksyon. Para sa isang negatibong singil, sa kabaligtaran, ang pangyayari mga linya ng puwersa mula sa lahat ng nakapaligid na panig.

Ang isang visual na pagpapakita ng mga dami ng vector ng electric field ay ginagawa sa pamamagitan ng mga linya ng puwersa. Ang simulate na sample ng EP ay maaaring binubuo ng isang walang katapusang bilang ng mga linya na matatagpuan sa kahabaan ilang mga tuntunin, pagbibigay ng maraming impormasyon hangga't maaari tungkol sa katangian ng EP.

Gif?.gif 600w

Mga linya at intensity vector ng EP

Mga panuntunan para sa pagguhit ng mga linya ng puwersa:

1. Ang mas malalaking electric charge ay may pinakamalakas na electric field. Sa isang eskematiko na pagguhit, ito ay maipapakita sa pamamagitan ng pagtaas ng dalas ng mga linya;
2. Sa mga lugar ng koneksyon sa ibabaw ng bagay, ang mga linya ay palaging patayo dito. Sa ibabaw ng mga bagay regular at hindi regular na hugis hindi kailanman isang puwersang kuryente ang kahanay nito. Kung umiiral ang gayong puwersa, ang anumang labis na singil sa ibabaw ay magsisimulang gumalaw, at magkakaroon kuryente sa loob ng isang bagay, na hindi kailanman nangyayari sa static na kuryente;
3. Kapag umaalis sa ibabaw ng isang bagay, ang puwersa ay maaaring magbago ng direksyon dahil sa impluwensya ng EP ng iba pang mga singil;
4. Hindi dapat tumawid ang mga linya ng kuryente. Kung sila ay bumalandra sa isang punto sa kalawakan, pagkatapos ay sa puntong ito dapat mayroong dalawang EP na may sariling indibidwal na direksyon. Ito ay isang imposibleng kondisyon, dahil ang bawat lugar ng EP ay may sariling intensity at direksyon na nauugnay dito.

Ang mga linya ng puwersa para sa kapasitor ay tatakbo patayo sa mga plato, ngunit magiging matambok sa mga gilid. Ito ay nagpapahiwatig ng isang paglabag sa homogeneity ng EP.

Isinasaalang-alang ang kondisyon ng isang positibong singil ng kuryente, posibleng matukoy ang direksyon ng vector ng lakas ng patlang ng kuryente. Ang vector na ito ay nakadirekta sa puwersang kumikilos sa electric charge na may plus sign. Sa mga sitwasyon kung saan ang electric field ay nilikha ng ilang mga electric charge, ang vector ay matatagpuan bilang isang resulta ng geometric na pagsusuma ng lahat ng mga puwersa kung saan ang test charge ay nakalantad.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/4-9.jpg 750w

Konstruksyon ng nagresultang stress vector

Kasabay nito, ang mga linya ng lakas ng electric field ay nauunawaan bilang isang hanay ng mga linya sa zone ng pagkilos ng electric field, kung saan ang mga vectors E ay magiging tangent sa anumang arbitrary na punto.

Kung ang isang EP ay ginawa mula sa dalawa o higit pang mga pagsingil, lilitaw ang mga linya sa paligid ng kanilang configuration. Ang ganitong mga konstruksyon ay masalimuot at ginagawa gamit ang computer graphics. Kapag nilulutas ang mga praktikal na problema, ginagamit ang nagreresultang electric field strength vector para sa mga ibinigay na puntos.

Batas ng Coulomb

Ang batas ng Coulomb ay tumutukoy sa puwersang elektrikal:

F = (K x q x Q)/r², kung saan:

• Ang F ay ang electric force na nakadirekta sa linya sa pagitan ng dalawang electric charge;
• K - pare-pareho ng proporsyonalidad;
• Ang q at Q ay ang mga quantitative na halaga ng mga singil (C);
• r ang distansya sa pagitan nila.

Ang patuloy na proporsyonalidad ay matatagpuan mula sa ratio:

K = 1/(4π x ε).

Ang halaga ng pare-pareho ay depende sa medium kung saan matatagpuan ang mga singil (permittivity).

Pagkatapos F \u003d 1 / (4π x ε) x (q x Q) / r².

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-4.jpg 640w

Batas ng Coulomb

Ang batas ay gumagana sa natural na kapaligiran. Para sa teoretikal na pagkalkula, sa una ay ipinapalagay na ang mga singil sa kuryente ay nasa libreng espasyo (vacuum). Pagkatapos ang halaga ε = 8.85 x 10 (sa ika-12 na kapangyarihan), at K = 1/(4π x ε) = 9 x 10 (sa ika-9 na kapangyarihan).

Mahalaga! Ang mga formula na naglalarawan ng mga sitwasyon kung saan mayroong spherical symmetry (karamihan ng mga kaso) ay may 4π sa kanilang komposisyon. Kung mayroong cylindrical symmetry, 2π ang lilitaw.

Upang kalkulahin ang modulus ng pag-igting, kailangan mong palitan sa formula para sa E pagpapahayag ng matematika Batas ng Coulomb:

E \u003d F / q \u003d 1 / (4π x ε) x (q x Q) / (r² x q) \u003d 1 / (4π x ε) x Q / r²,

kung saan ang Q ay ang unang singil na lumilikha ng EF.

Upang mahanap ang intensity ng electric field sa isang partikular na punto, kinakailangang maglagay ng test charge sa puntong ito, matukoy ang distansya dito at kalkulahin ang E gamit ang formula.

Inverse square na batas

Sa formulaic na representasyon ng batas ng Coulomb, ang distansya sa pagitan ng mga electric charge ay lumilitaw sa equation bilang 1/r². Samakatuwid, magiging patas ang paglalapat ng inverse square law. Ang isa pang kilalang batas ay ang batas ng grabidad ni Newton.

Sa tulong ng mga linya ng pag-igting o mga linya ng puwersa, maaari mong biswal na ilarawan ang electrostatic field. Mga linya ng kuryente - curves tangent sa bawat punto na tumutugma sa direksyon ng intensity vector E.

Ang mga linya ng puwersa ay isang kondisyon na konsepto at sa katotohanan ay hindi sila umiiral.

Ang mga linya ng puwersa ng positibo at negatibong solong singil ay ipinapakita sa figure sa ibaba:

Dahil ang isang positibong singil ay ginamit bilang isang singil sa pagsubok, kapag ang isa pang positibong singil ay ipinasok sa larangan nito, ang kanilang mga puwersa ay ididirekta palayo sa singil. Samakatuwid, pinaniniwalaan na ang mga linya ng puwersa ay "lumabas" mula sa positibo at "pumasok" sa negatibo.

Kung isasaalang-alang namin ang isang electrostatic na patlang na nabuo ng ilang mga nakapirming singil, kung gayon ang mga linya ng puwersa ay maaaring magkaroon ng ibang pagsasaayos. Batay sa kabuuan ng mga linya ng field, maaaring hatulan ng isa ang pagbabago sa laki ng vector E sa espasyo at ang direksyon nito, na nagpapakilala sa pagsasaayos (istraktura) ng electric field.

Ang isang electrostatic field ay itinuturing na homogenous kapag ang direksyon at density ng mga linya ng field sa buong volume ng field ay hindi nagbabago. Sa graphically, ito ay kinakatawan ng mga tuwid na parallel na linya na katumbas ng layo mula sa isa't isa.

Sa loob ng isang rehiyon na walang mga singular na punto (kung saan ang tensyon ay zero) at walang hangganan sa pagitan ng dalawang dielectrics, ang mga linya ng puwersa ng kuryente ay kinakatawan ng makinis na mga kurba na walang mga sanga o kinks na hindi nagsalubong, at walang higit sa isang linya ng puwersa ang maaaring iguguhit sa bawat punto ng field.

Kung ang bilang ng mga linya ng puwersa ay katumbas ng numero sa intensity E, ilalarawan nila hindi lamang ang direksyon ng field, kundi pati na rin ang intensity nito. Ang bilang ng mga linya ay binibilang sa ibabaw na patayo sa bawat linya ng puwersa. Ang lugar na ito ay magiging bahagi ng spherical surface sa kaso ng iisang charge.

Daloy ng Vector ng Tensyon electrostatic field ay ang bilang ng mga linya ng puwersa N E na tumatagos sa lugar S, patayo sa kanila.

Sa pangkalahatang kaso, ang daloy ng intensity vector sa lugar S ay katumbas ng:

Kung saan ang E n ay ang projection ng vector E papunta sa normal na n sa ibabaw.

Sa kaso ng isang patag na ibabaw at isang homogenous na field, ang daloy ng vector E sa pamamagitan ng lugar S o ang projection nito S / ay magiging katumbas ng:

Kung saan ang α ay ang anggulo sa pagitan ng normal na n at ng mga vectors E sa ibabaw na S.

Halimbawa, kinakailangan upang matukoy ang pag-igting sa isang punto na nakahiga sa hangganan ng dalawang media: tubig (ε = 81) at hangin (ε ≈ 1). Sa puntong ito (ang punto ng paglipat mula sa hangin patungo sa tubig), ang lakas ng electrostatic field ay bumababa ng 81 beses. Sa katulad na dami ng beses, bababa din ang daloy ng intensity vector. Kapag nilulutas ang mga problema ng pagkalkula ng mga patlang sa mga junction ng iba't ibang media, ang paghinto ng vector E ay nagdudulot ng ilang mga abala. Upang gawing simple ang mga kalkulasyon, isang bagong vector D ang ipinakilala, na tinatawag na electric displacement vector (induction vector). Sa bilang na ito ay katumbas.

Layunin ng aralin: ibigay ang konsepto ng lakas ng patlang ng kuryente at ang kahulugan nito sa anumang punto sa larangan.

Mga layunin ng aralin:

• pagbuo ng konsepto ng lakas ng electric field; ibigay ang konsepto ng mga linya ng pag-igting at isang graphical na representasyon ng electric field;
• turuan ang mga mag-aaral na ilapat ang formula E \u003d kq / r 2 sa paglutas ng mga simpleng problema para sa pagkalkula ng pag-igting.

Ang isang electric field ay isang espesyal na anyo ng bagay, ang pagkakaroon nito ay maaari lamang hatulan sa pamamagitan ng pagkilos nito. Napatunayan sa eksperimento na mayroong dalawang uri ng mga singil sa paligid kung saan mayroong mga electric field na nailalarawan sa pamamagitan ng mga linya ng puwersa.

Ang graphic na paglalarawan ng field, dapat tandaan na ang mga linya ng lakas ng electric field:

1. huwag mag-intersect sa bawat isa kahit saan;
2. magkaroon ng simula sa isang positibong singil (o sa infinity) at isang dulo sa isang negatibong singil (o sa infinity), ibig sabihin, sila ay mga bukas na linya;
3. sa pagitan ng mga pagsingil ay hindi naaantala kahit saan.

Fig.1

Positibong linya ng puwersa ng singil:

Fig.2

Mga negatibong linya ng puwersa ng singil:

Fig.3

Puwersahang linya ng mga katulad na nakikipag-ugnayan na singil:

Fig.4

Puwersahang linya ng magkasalungat na nag-uugnay na mga singil:

Fig.5

Ang katangian ng kapangyarihan ng electric field ay ang intensity, na tinutukoy ng titik E at may mga yunit ng pagsukat o. Ang tensyon ay isang vector quantity, dahil ito ay tinutukoy ng ratio ng Coulomb force sa halaga ng isang unit positive charge.

Bilang resulta ng pagbabago ng pormula ng batas ng Coulomb at ng formula ng lakas, mayroon tayong pagtitiwala sa lakas ng patlang sa distansya kung saan ito tinutukoy na may kaugnayan sa isang ibinigay na singil

saan: k– koepisyent ng proporsyonalidad, ang halaga nito ay depende sa pagpili ng mga yunit ng electric charge.

Sa sistema ng SI N m 2 / Cl 2,

kung saan ang ε 0 ay isang electrical constant na katumbas ng 8.85 10 -12 C 2 /N m 2;

q ay ang electric charge (C);

r ay ang distansya mula sa singil hanggang sa punto kung saan tinutukoy ang intensity.

Ang direksyon ng tension vector ay tumutugma sa direksyon ng puwersa ng Coulomb.

Ang isang electric field na ang lakas ay pareho sa lahat ng mga punto sa espasyo ay tinatawag na homogenous. Sa isang limitadong rehiyon ng espasyo, ang isang electric field ay maaaring ituring na humigit-kumulang pare-pareho kung ang lakas ng field sa loob ng rehiyong ito ay hindi gaanong nagbabago.

Ang kabuuang lakas ng field ng ilang nag-uugnay na singil ay magiging katumbas ng geometric na kabuuan ng mga vector ng lakas, na siyang prinsipyo ng superposisyon ng mga field:

Isaalang-alang ang ilang mga kaso ng pagtukoy ng tensyon.

1. Hayaang mag-ugnay ang dalawang magkasalungat na singil. Naglalagay kami ng isang puntong positibong singil sa pagitan nila, pagkatapos ay sa puntong ito dalawang intensity vectors ang kikilos, na nakadirekta sa parehong direksyon:

Ayon sa prinsipyo ng superposisyon ng mga patlang, ang kabuuang lakas ng patlang sa isang naibigay na punto ay katumbas ng geometric na kabuuan ng mga vector ng lakas E 31 at E 32 .

Ang pag-igting sa isang naibigay na punto ay tinutukoy ng formula:

E \u003d kq 1 / x 2 + kq 2 / (r - x) 2

kung saan: r ay ang distansya sa pagitan ng una at pangalawang singil;

x ay ang distansya sa pagitan ng una at ng point charge.

Fig.6

2. Isaalang-alang ang kaso kung kinakailangan upang mahanap ang intensity sa isang point remote sa layo a mula sa pangalawang charge. Kung isasaalang-alang natin na ang patlang ng unang singil ay mas malaki kaysa sa patlang ng pangalawang singil, kung gayon ang intensity sa isang naibigay na punto ng patlang ay katumbas ng geometric na pagkakaiba sa pagitan ng intensity E 31 at E 32 .

Ang formula para sa pag-igting sa isang naibigay na punto ay:

E \u003d kq1 / (r + a) 2 - kq 2 / a 2

Kung saan: r ay ang distansya sa pagitan ng mga nag-uugnay na singil;

a ay ang distansya sa pagitan ng pangalawa at ng point charge.

Fig.7

3. Isaalang-alang ang isang halimbawa kapag kinakailangan upang matukoy ang lakas ng field sa ilang distansya mula sa una at pangalawang singil, sa kasong ito sa layo r mula sa una at sa layo na b mula sa pangalawang singil. Dahil ang mga singil ng parehong pangalan ay nagtataboy at hindi katulad ng mga singil ay umaakit, mayroon kaming dalawang tension vector na nagmumula sa isang punto, pagkatapos para sa kanilang karagdagan maaari mong ilapat ang pamamaraan sa kabaligtaran na sulok ng parallelogram ay ang kabuuang tension vector. Algebraic sum mga vector na matatagpuan natin mula sa Pythagorean theorem:

E \u003d (E 31 2 + E 32 2) 1/2

Kaya naman:

E \u003d ((kq 1 / r 2) 2 + (kq 2 / b 2) 2) 1/2

Fig.8

Batay sa gawaing ito, sumusunod na ang intensity sa anumang punto ng field ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pag-alam sa magnitude ng mga nakikipag-ugnayan na singil, ang distansya mula sa bawat singil sa isang naibigay na punto at ang electrical constant.

4. Pag-aayos ng paksa.

Trabaho sa pagpapatunay.

Opsyon numero 1.

1. Ipagpatuloy ang parirala: “electrostatics is ...

2. Ipagpatuloy ang parirala: ang electric field ay ....

3. Paano nakadirekta ang mga linya ng puwersa ng singil na ito?

4. Tukuyin ang mga palatandaan ng mga pagsingil:

Mga gawain sa bahay:

1. Dalawang singil q 1 = +3 10 -7 C at q 2 = −2 10 -7 C ay nasa vacuum sa layo na 0.2 m mula sa isa't isa. Tukuyin ang lakas ng field sa punto C, na matatagpuan sa linya na kumukonekta sa mga singil, sa layong 0.05 m sa kanan ng singil q 2 .

2. Sa ilang punto ng field, kumikilos ang puwersa ng 3 10 -4 N sa singil na 5 10 -9 C. Hanapin ang lakas ng field sa puntong ito at tukuyin ang magnitude ng singil na lumilikha ng field kung ang punto ay 0.1 m ang layo mula dito.

Matagal nang itinatag na ang mga singil sa kuryente ay hindi direktang nakakaapekto sa isa't isa. Sa puwang na nakapalibot sa lahat ng mga sisingilin na katawan, ang pagkilos ng isang electric field ay sinusunod. Kaya, ang pakikipag-ugnayan ay nangyayari sa pagitan ng mga patlang na matatagpuan sa paligid ng mga singil. Ang bawat patlang ay may tiyak na puwersa kung saan ito kumikilos sa pagsingil. Ang kakayahang ito ay isang pangunahing istatistika para sa lahat.

Pagpapasiya ng mga parameter ng electric field

Ang pag-aaral ng electric field na matatagpuan sa paligid ng isang naka-charge na bagay ay isinasagawa gamit ang tinatawag na test charge. Bilang isang tuntunin, ito ay isang point charge, ang halaga nito ay napakaliit at hindi maaaring kahit papaano ay kapansin-pansing makakaapekto sa pangunahing singil sa ilalim ng pag-aaral.

Para sa isang mas tumpak na pagpapasiya ng mga quantitative parameter ng electric field, isang espesyal na halaga ang itinatag. Ang katangian ng kapangyarihan na ito ay pinangalanan sa anyo ng lakas ng electric field.

Ang lakas ng field ay isang matatag na pisikal na dami. Ang halaga nito ay katumbas ng ratio ng lakas ng field na kumikilos sa isang positibong test charge na matatagpuan sa isang partikular na punto sa espasyo sa halaga ng test charge na ito.

Tension vector - ang pangunahing katangian

Ang pangunahing katangian ng intensity ay ang electric field strength vector. kaya, katangiang ito ay isang vector pisikal na dami. Sa anumang spatial point, ang tension vector ay nakadirekta sa parehong direksyon tulad ng puwersa na nagpapatupad epekto sa positibong singil sa pagsubok. Ang mga nakatigil na singil na hindi nagbabago sa paglipas ng panahon ay mayroong electrostatic electric field.

Sa kaso kapag ang isang electric field na nilikha ng ilang naka-charge na katawan nang sabay-sabay ay sinisiyasat, ang kabuuang lakas nito ay bubuuin ng geometric na kabuuan ng mga puwersa ng bawat sinisingil na katawan na kumikilos sa test charge.

Samakatuwid, ang vector ng lakas ng patlang ng kuryente ay binubuo ng kabuuang kabuuan ng mga vector ng lakas ng lahat ng mga patlang na nilikha ng mga indibidwal na singil sa bawat punto.

Ang mga linya ng puwersa ng electric field ay ang visual na graphic na representasyon nito. Ang tension vector sa bawat punto ay nakadirekta patungo sa tangent, na matatagpuan na may kaugnayan sa mga linya ng puwersa. Ang bilang ng mga linya ng puwersa ay proporsyonal sa modulus ng electric field strength vector.

Daloy ng Vector ng Tensyon