Kung ang isa pang singil ay ipinakilala sa espasyo na nakapalibot sa isang electric charge, kung gayon ang puwersa ng Coulomb ay kikilos dito; Nangangahulugan ito na sa espasyo na nakapalibot sa mga singil sa kuryente, mayroong umiiral patlang ng puwersa. Ayon sa mga ideya ng modernong pisika, ang larangan ay talagang umiiral at, kasama ang bagay, ay isa sa mga anyo ng pagkakaroon ng bagay, kung saan ang ilang mga pakikipag-ugnayan ay isinasagawa sa pagitan ng mga macroscopic na katawan o mga particle na bumubuo sa sangkap. Sa kasong ito, nagsasalita sila ng isang electric field - isang field kung saan nakikipag-ugnayan ang mga electric charge. Isinasaalang-alang namin ang mga electric field na nilikha ng mga nakatigil na singil sa kuryente at tinatawag electrostatic.

Para sa pagtuklas at pang-eksperimentong pananaliksik electrostatic field ginamit test point positibong singil - ganoong singil na hindi nakakasira sa field na pinag-aaralan (hindi nagdudulot ng muling pamamahagi ng mga singil na lumilikha ng field). Kung sa field na ginawa ng charge Q, singil sa pagsubok sa lugar Q 0 , pagkatapos ay isang puwersa ang kumikilos dito F, naiiba sa iba't ibang mga punto ng field, na, ayon sa batas ng Coulomb, ay proporsyonal sa singil sa pagsubok Q 0 . Samakatuwid, ang ratio F/ Q 0 ay hindi nakasalalay sa Q 0 at kinikilala ang electrostatic field sa punto kung saan matatagpuan ang test charge. Ang halagang ito ay tinatawag na pag-igting at ay katangian ng kapangyarihan ng electrostatic field.

Lakas ng electrostatic field sa isang naibigay na punto mayroong isang pisikal na dami na tinutukoy ng puwersa na kumikilos sa isang test unit na positibong singil na inilagay sa puntong ito ng field:

Lakas ng field ng isang point charge sa vacuum

Ang direksyon ng vector E ay tumutugma sa direksyon ng puwersa na kumikilos sa positibong singil. Kung ang patlang ay nilikha ng isang positibong singil, kung gayon ang vector E ay nakadirekta kasama ang radius vector mula sa singil hanggang sa kalawakan (pagtataboy ng isang pagsubok na positibong singil); kung ang patlang ay nilikha ng isang negatibong singil, kung gayon ang vector E ay nakadirekta patungo sa singil (Fig.).

Ang unit ng electrostatic field strength ay newton per pendant (N/C): 1 N/C ay ang intensity ng naturang field na kumikilos sa isang point charge na 1 C na may lakas na 1 N; 1 N/Cl= 1 V/m, kung saan ang V (volt) ay ang yunit ng potensyal ng electrostatic field. Sa graphically, ang electrostatic field ay inilalarawan gamit mga linya ng tensyon - mga linya, ang mga tangent kung saan sa bawat punto ay nag-tutugma sa direksyon ng vector E (Fig.).

Dahil sa anumang punto sa espasyo ang tension vector ay may isang direksyon lamang, ang mga linya ng tensyon ay hindi kailanman nagsalubong. Para sa unipormeng larangan(kapag ang tension vector sa anumang punto ay pare-pareho sa magnitude at direksyon) tension lines ay parallel sa tension vector. Kung ang field ay nilikha ng isang point charge, kung gayon ang mga linya ng pag-igting ay mga radial na tuwid na linya na lumalabas sa charge kung ito ay positibo (Fig. a), at kasama dito kung ang singil ay negatibo (Fig. b). Dahil sa mahusay na kalinawan, ang graphical na paraan ng kumakatawan sa electrostatic field ay malawakang ginagamit sa electrical engineering.

Upang matukoy hindi lamang ang direksyon, kundi pati na rin ang halaga ng lakas ng electrostatic field sa tulong ng mga linya ng pag-igting, sumang-ayon kaming iguhit ang mga ito na may isang tiyak na density: ang bilang ng mga linya ng pag-igting na tumagos sa isang unit area ng ang ibabaw na patayo sa mga linya ng pag-igting ay dapat na katumbas ng modulus ng vector E. Pagkatapos ay ang bilang ng mga linya ng pag-igting, na tumatagos sa elementarya na lugar d S, normal n na bumubuo ng isang anggulo a sa vector E, katumbas E d Scos a = E n d S, saan E p-vector projection E sa normal n sa site d S(bigas.).

Ang halaga ng dФ E \u003d E n dS \u003d E dS ang tawag daloy ng vector ng pag-igting sa pamamagitan ng lugar d S. Dito d S=d Sn- isang vector na ang modulus ay katumbas ng d S, at ang direksyon ay pareho sa direksyon ng normal n sa site. Pagpili ng direksyon ng vector n(at samakatuwid din d S) ay may kondisyon, dahil maaari itong idirekta sa anumang direksyon. Ang unit ng electrostatic field strength vector flux ay 1 V×m.

Para sa isang di-makatwirang saradong ibabaw S daloy ng vector E sa pamamagitan ng ibabaw na ito

,

kung saan ang integral ay kinuha sa ibabaw ng saradong ibabaw S. Daloy ng vector E ay algebraic na halaga: nakasalalay hindi lamang sa pagsasaayos ng field E, ngunit din sa pagpili ng direksyon n. Para sa mga saradong ibabaw, kinukuha ang positibong direksyon ng normal panlabas na normal, ibig sabihin, isang normal na nakadirekta palabas ng lugar na sakop ng ibabaw.

Ang prinsipyo ng pagsasarili ng pagkilos ng mga puwersa ay naaangkop sa mga puwersa ng Coulomb, ibig sabihin, ang nagresultang puwersa F na kumikilos mula sa field sa trial charge Q 0 ay katumbas ng vector sum ng mga puwersang Fi na inilapat dito mula sa gilid ng bawat isa sa ang mga singil Q i: . F = Q 0 E at F i = Q 0 E i , kung saan ang E ay ang lakas ng resultang field, at E i ay ang lakas ng field na nabuo ng charge Q i. Ang pagpapalit nito sa expression sa itaas, makuha namin . Ang formula na ito ay nagpapahayag ng prinsipyo ng superposition (overlay) ng mga electrostatic na field, ayon sa kung saan ang lakas E ng nagresultang field na nilikha ng isang sistema ng mga singil ay katumbas ng geometric na kabuuan ng mga lakas ng field na nilikha sa isang partikular na punto ng bawat isa sa mga singil. magkahiwalay.

Ang prinsipyo ng superposition ay naaangkop sa pagkalkula ng electrostatic field ng isang electric dipole. Ang electric dipole ay isang sistema ng dalawang point charge na katumbas ng absolute value (+Q, –Q), ang distansya sa pagitan ng l ay mas mababa kaysa sa distansya sa mga itinuturing na punto ng field. Ayon sa prinsipyo ng superposisyon, ang lakas E ng dipole field sa isang di-makatwirang punto , kung saan ang E+ at E– ay ang mga lakas ng mga field na nilikha ayon sa pagkakasunod-sunod ng mga positibo at negatibong singil.

12. Dielectrics sa electric field. Molecules ng polar at nonpolar dielectrics sa isang electric field. Polariseysyon ng dielectrics. Mga uri ng polariseysyon.

1. polar dielectrics.

Sa kawalan ng isang patlang, ang bawat isa sa mga dipoles ay may isang electric moment, ngunit ang mga vectors ng electric moments ng mga molekula ay matatagpuan nang random sa espasyo at ang kabuuan ng mga projection ng electric moments sa anumang direksyon ay zero:

Kung ngayon ang dielectric ay inilalagay sa isang electric field (Larawan 18), kung gayon ang isang pares ng mga puwersa ay magsisimulang kumilos sa bawat dipole, na lilikha ng isang sandali sa ilalim ng pagkilos kung saan ang dipole ay iikot sa paligid ng isang axis na patayo sa balikat , tending sa huling posisyon kapag ang electric moment vector ay parallel sa field strength vector electric field. Ang huli ay mahahadlangan ng thermal motion ng mga molekula, panloob na alitan, atbp. at samakatuwid

ang mga electric moment ng mga dipoles ay gagawa ng ilang mga anggulo na may direksyon ng panlabas na field vector, ngunit ngayon ang isang mas malaking bilang ng mga molekula ay magkakaroon ng mga bahagi ng projection ng mga electric moments sa direksyon na tumutugma, halimbawa, sa lakas ng field at ang ang kabuuan ng mga projection ng lahat ng electric moments ay magiging iba na sa zero.

Isang halaga na nagpapakita ng kakayahan ng isang dielectric na lumikha ng mas malaki o mas mababang polarization, iyon ay, na nagpapakilala sa pagkamaramdamin ng isang dielectric sa polarization tinatawag na dielectric suceptibility o dielectric porizability ().

16. Ang daloy ng vector ng electric induction (homogeneous at inhomogeneous opl). dumaloy sa isang saradong ibabaw. T. Gauss para sa email. Mga patlang sa kapaligiran.

Tulad ng daloy ng tension vector, maaari ding ipakilala ang konsepto flux vector induction , na iniiwan ang parehong pag-aari tulad ng para sa pag-igting - ang induction vector ay proporsyonal sa bilang ng mga linya na dumadaan sa unit area ng ibabaw. Maaari mong tukuyin ang mga sumusunod na katangian:

1. Daloy sa isang patag na ibabaw sa isang pare-parehong field (Larawan 22). Sa kasong ito, ang induction vector ay nakadirekta sa kahabaan ng field at ang flux ng induction line ay maaaring ipahayag bilang mga sumusunod:

2. Ang daloy ng induction vector sa ibabaw sa isang hindi pare-parehong field ay kinakalkula sa pamamagitan ng paghahati sa ibabaw sa mga elemento na napakaliit na maaari silang ituring na flat, at ang field na malapit sa bawat elemento ay homogenous. Ang kabuuang daloy ng induction vector ay magiging katumbas ng:

3. Daloy ng induction vector sa pamamagitan ng saradong ibabaw.

Isaalang-alang ang daloy ng induction vector na tumatawid sa isang saradong ibabaw (Larawan 23). Sumang-ayon tayo na ang direksyon ng mga panlabas na normal ay ituring na positibo. Pagkatapos sa mga puntong iyon ng ibabaw kung saan ang induction vector ay nakadirekta nang tangential sa induction line palabas, ang anggulo

at ang daloy ng mga linya ng induction ay magiging positibo, at kung saan ang vector D ng induction ay magiging positibo, at kung saan ang vector D ay nakadirekta sa loob ng ibabaw, ang daloy ng mga linya ng induction ay magiging negatibo, dahil at . Kaya, ang kabuuang daloy ng mga linya ng induction na tumagos sa isang saradong ibabaw sa pamamagitan at sa pamamagitan ay katumbas ng zero.

Batay sa Gauss theorem, nakuha namin na walang hindi nabayarang mga singil sa kuryente sa loob ng saradong ibabaw na iginuhit sa isang konduktor. Ang ari-arian na ito ay pinapanatili din sa kaso kapag ang konduktor ay binigyan ng labis na singil

Sa kabilang panig, isang pantay ngunit positibong singil ang lalabas. Bilang isang resulta, sa loob ng konduktor ay magkakaroon sapilitan electric field E indus , nakadirekta patungo sa panlabas na patlang, na lalago hanggang sa ito ay maging katumbas ng panlabas na patlang, at sa gayon ang nagresultang patlang sa loob ng konduktor ay nagiging zero. Ang prosesong ito ay nagaganap sa loob ng napakaikling panahon.

Ang sapilitan na mga singil ay matatagpuan sa ibabaw ng konduktor sa isang napakanipis na layer.

Ang potensyal sa lahat ng mga punto ng konduktor ay nananatiling pareho, i.e. ang panlabas na ibabaw ng konduktor ay equipotential.

Pinoprotektahan lamang ng isang saradong guwang na konduktor ang larangan ng mga panlabas na singil. Kung ang mga singil sa kuryente ay nasa loob ng lukab, ang mga singil sa induction ay babangon hindi lamang sa panlabas na ibabaw konduktor, ngunit pati na rin sa panloob at saradong pagsasagawa ng lukab ay hindi na sumasala sa larangan ng mga singil sa kuryente na inilagay sa loob nito.

. Ang lakas ng field na malapit sa konduktor ay direktang proporsyonal sa density ng singil sa ibabaw dito.

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 lakas ng electric field E. Ito ang ratio ng puwersa F, kung saan kumikilos ang field sa tamang electric charge Q0 sa isang tiyak na punto sa espasyo, sa halaga ng charge 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 gumagawa ng mga patlang, isaalang-alang iyon mga linya ng puwersa mula 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 ng mga ito 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;
• – electrostatic field meter.

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. Sa paglaon, kapag ang mga singil ay naging balanse, at ang scale wire ay nabayaran para sa electrical interaction na puwersa, ayusin ang halaga ng puwersang ito sa scale scale. 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-iniksyon ng singil sa isang puntong 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.

1 .Dalawang uri ng mga singil sa kuryente at ang kanilang mga katangian. Ang pinakamaliit na hindi mahahati na singil sa kuryente. Ang batas ng konserbasyon ng mga singil sa kuryente. Batas ng Coulomb. Yunit ng bayad. electrostatic field. Paraan ng pagtuklas ng field. Ang pag-igting bilang isang katangian ng isang electrostatic field. Tension vector, direksyon nito. Lakas ng electric field ng isang point charge. Mga yunit ng pag-igting. Ang prinsipyo ng superposisyon ng mga patlang.

Pagsingil ng kuryente - ang dami ay invariant, i.e. ay hindi nakadepende sa frame of reference, at samakatuwid ay hindi nakadepende sa kung ang singil ay gumagalaw o nakapahinga.

dalawang uri (uri) ng mga singil sa kuryente : positibong singil at negatibong singil.

Eksperimento na itinatag na ang mga singil ng parehong pangalan ay nagtataboy, at ang magkasalungat na mga singil ay umaakit.

Ang isang de-koryenteng neutral na katawan ay dapat magkaroon ng pantay na bilang ng mga positibo at negatibong singil, ngunit ang kanilang pamamahagi sa buong volume ng katawan ay dapat na pare-pareho.

Ang batas ng konserbasyon ng email. singilin : algebraic sum ng elec. ang mga singil ng anumang saradong sistema (isang sistema na hindi nagpapalit ng mga singil sa mga panlabas na termino) ay nananatiling hindi nagbabago, anuman ang mga prosesong magaganap sa loob ng sistemang ito.

Elek. Ang mga singil ay hindi kusang nilikha at hindi lumabas, maaari lamang silang ihiwalay at ilipat mula sa isang katawan patungo sa isa pa.

Umiiral ang pinakamaliit na singil, tinawag itong elementarya - ito ang singil na mayroon ang isang electron at ang singil sa katawan ay isang multiple ng elementarya na singil na ito: e \u003d 1.6 * 10 -19 cl. Ang negatibong elementary charge ay nauugnay sa isang electron, at isang positibong elementary charge ay nauugnay sa isang positron, kung saan ang singil at masa ay katumbas ng dami sa singil at masa ng elektron. Gayunpaman, dahil sa ang katunayan na ang buhay ng positron ay maikli, wala sila sa mga katawan, at samakatuwid ang positibo o negatibong singil ng mga katawan ay ipinaliwanag alinman sa pamamagitan ng kakulangan o labis na mga electron sa mga katawan.

Batas ng Coulomb: ang mga puwersa ng interaksyon ng dalawang puntong singil sa isang homogenous at isotropic na daluyan ay direktang proporsyonal sa produkto ng mga singil na ito at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan ng mga ito, katumbas ng bawat isa at nakadirekta sa isang tuwid na linya na dumadaan sa mga singil na ito. r ay ang distansya sa pagitan ng mga singil q 1 at q 2, ang k ay ang proportionality factor, depende sa pagpili ng sistema ng mga pisikal na yunit.

m / F, isang \u003d 8.85 * 10 -12 F / m - dielectric constant

Ang isang point charge ay dapat na maunawaan bilang mga singil na puro sa mga katawan na ang mga linear na sukat ay maliit kumpara sa mga distansya sa pagitan ng mga ito.

Sa kasong ito, ang singil ay sinusukat sa coulombs - ang dami ng kuryente na dumadaloy sa cross section ng conductor sa isang segundo sa isang kasalukuyang 1 ampere.

Ang puwersa F ay nakadirekta sa tuwid na linya na nagkokonekta sa mga singil, i.e. ay ang sentral na puwersa at naaayon sa atraksyon (F<0) в случае разноименных зарядов и отталкиванию (F>0) sa kaso ng mga katulad na singil. Ang puwersang ito ay tinatawag Puwersa ng Coulomb.

Ang mga huling pag-aaral ni Faraday ay nagpakita na ang mga pakikipag-ugnayang elektrikal sa pagitan ng mga sisingilin na katawan ay nakasalalay sa mga katangian ng daluyan kung saan nagaganap ang mga pakikipag-ugnayang ito.

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 ng mga ito, pagkatapos ay sa puntong ito dalawang intensity vector 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 vectors 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

Dahil dito:

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 layong 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.