Articolul descrie principalele caracteristici ale potențialului câmpului electric, stres și tensiune.
Ce este câmpul electric
Pentru a crea câmpul electric necesar pentru a crea o sarcină electrică. Proprietățile spațiului din jurul taxelor (corpului încărcat) diferă de proprietățile spațiului în care nici taxe. Proprietățile spațiului atunci când este încorporat în ea o sarcină electrică nu se schimba instantaneu: schimbarea începe la o anumită rată de încărcare și se întinde de la un punct în spațiu în altul.
Spațiul care conține încărcătura apar forțe mecanice asupra altor cheltuieli efectuate în acest spațiu. Aceste forțe sunt rezultatul acțiunii directe nu este o taxă pe de altă parte, și prin acțiunile modificări de calitate a mediului.
Spațiul din jurul sarcinilor electrice, care se manifestă forțe asupra sarcinilor electrice ale acestuia, se numește un câmp electric.
Încărcați prezent în câmpul electric, se deplasează în direcția forței care acționează pe ea din domeniu. O stare de repaus a taxei este posibilă numai în cazul în care taxa este aplicată nici o forță exterioară soldurilor (laterale) forța câmpului electric.
Odată deranjat echilibrul între părți prin forță și forță câmp, taxa din nou în mișcare. Sensul mișcării sale coincide întotdeauna cu direcția de putere mai mare.
Pentru claritate, este luată câmpul electric pentru a reprezenta așa-numitele linii de forță ale câmpului electric. Aceste linii coincid cu direcția forțelor care acționează în câmpul electric. În conformitate cu această condiție transporta mai multe linii de la numărul lor per 1 cm2 pad montat perpendicular pe liniile, era proporțională cu câmpul de forță la punctul corespunzător.
Pentru direcția câmpului acceptat în mod condiționat câmp de forță care acționează asupra direcției o sarcină pozitivă plasată în acest domeniu. Sarcina pozitivă este respins de sarcina pozitivă și este atras de negativ. Prin urmare, câmpul este direcționat de la pozitiv la sarcini negative.
Direcția liniilor de câmp indicate prin săgeți în desene. Știința a arătat că liniile de câmp electric au un început și un sfârșit, m. E. Ele nu sunt închise pe ei înșiși. Bazat pe direcția receptionata a câmpului, vom vedea că liniile de câmp începe cu o sarcină pozitivă (organisme încărcate pozitiv) și se termină pe negativ.
Fig. 1. Exemple de imagine a câmpului electric folosind linii de forță: și - câmp electric de o singură încărcare pozitivă, b - câmpul electric al unei singure în sarcină negativă - câmp electric a două sarcini opuse, g - câmp electric a două sarcini similare
Fig. 1 prezintă exemple ale câmpului electric, prezentat prin intermediul liniilor de forță. Trebuie amintit faptul că liniile de câmp electric - este doar un mod de un câmp de imagine grafică. Mai mult conținut pentru conceptul liniilor electrice nu poate fi încorporat aici.
Forța de interacțiune dintre cele două taxe depinde de mărimea și dispunerea reciprocă a taxelor, precum și proprietățile fizice ale mediului lor.
Pentru electrificate două corpuri fizice ale căror dimensiuni sunt neglijabile în comparație cu distanța dintre corpurile, interacțiunea vindecare definită matematic după cum urmează:
unde F - forța de interacțiune a taxelor în newtoni (N), k - distanța dintre tarifele în metri (m), Q1 și Q2 - cantitatea de sarcină electrică în coulombi (k). k - factorul de proporționalitate, care depinde de proprietățile mediului înconjurător taxele.
Această formulă este formulat după cum urmează: forța dintre două sarcini punctiforme este direct proporțională cu produsul de amploarea acestor taxe și invers proporțională cu pătratul (legea lui Coulomb) distanța dintre ele.
Pentru a determina factorul de proporționalitate k este expresia k = 1 / (4 π # 949; # 949; o).
Potențialul câmpului electric
Un câmp electric raportează întotdeauna mișcarea taxei, în cazul în care forțele de câmp care acționează asupra taxa nu este echilibrat de orice forțe străine. Acest lucru indică faptul că câmpul electric are energie potențială, adică. E. Capacitatea de a face munca.
Mutarea taxa de la un punct în spațiu în altul, câmpul electric nu funcționează, prin care energia potențială câmp de aprovizionare scade. În cazul în care taxa se mută în câmpul electric sub acțiunea oricărei forțe externe care acționează spre câmpul de forță, operațiunea nu se face forțe de câmp electric, și de forțe externe. În acest caz, energia potențială a câmpului nu scade, ci mai degrabă a crescut.
Lucru care face ca forța indirectă se deplasează în câmpul electric al taxei este proporțională cu intensitatea câmpului, rezistența la această mișcare. Încredințarile cu forțe străine de lucru complet consumate pentru a crește câmpul potențial energetic. Pentru caracteristicile câmpului din energia sa potențială cantitatea acceptată, numit câmpul potențial electric.
Esența acestei cantități este după cum urmează. Să presupunem că sarcina pozitivă este situată în afara câmpului electric dat. Acest lucru înseamnă că domeniul este, practic, nici un efect asupra taxei. Lăsați forța laterală face ca taxa într-un câmp electric și, depășirea rezistenței la mișcare exercitate forțe de câmp, se mută taxa într-un anumit punct al câmpului. Activitatea desfășurată de către forța, și, prin urmare, suma cu care să crească energia potențială a câmpului, depinde în întregime de proprietățile câmpului. Prin urmare, această lucrare poate caracteriza energia câmpului electric.
energie câmp electric pe unitate Pozitivă plasată într-un punct dat al câmpului, și câmpul se numește potențialul său în acest punct.
În cazul în care potențialul este desemnat prin litera # 966;. încărcare - și q scrisoarea cheltuită în mișcare de încărcare funcționare - W, atunci câmpul potențial într-un punct dat exprimat prin formula # 966; = W / q.
Rezultă că potențialul câmpului electric la un anumit punct, este numeric egal cu lucrul mecanic efectuat prin forță străine prin deplasarea unei unități de sarcină pozitivă din afara domeniului, la un anumit punct. Potențialul câmpului se măsoară în volți (V). Dacă transferul de energie electrică pandantiv din afara câmpului la un anumit punct în afara forțelor de muncă angajat egal cu un joule, potențialul la un moment dat în domeniu este egală cu un volt 1 volt = 1 Joule / 1 pandantiv
câmp electric de tensiune
În orice câmp electric de sarcini pozitive sunt mutate din punctele de potențial mai mare la un punct potențial mai scăzut. sarcinile negative sunt deplasate, dimpotrivă, din puncte cu un potențial mai scăzut la puncte, cu o capacitate mare. B ambele cazuri, munca se face în detrimentul energiei potențiale a câmpului electric.
.. Dacă știm acest lucru, și anume, suma cu care a redus energia potențială a câmpului atunci când se deplasează o sarcină q pozitiv de la punctul 1 la punctul 2 din domeniu, este ușor de a găsi tensiunea între aceste puncte de câmp U1,2:
unde A - câmp de forță de muncă în sarcină q transfer de la punctul 1 la punctul 2. Tensiunea între două puncte ale câmpului electric este numeric egal cu lucrul care face Nole pentru sarcină pozitivă transferul de unități de la un punct la un alt câmp.
După cum se vede, tensiunea dintre cele două puncte ale câmpului și diferența de potențial între aceleași puncte sunt aceeași entitate fizică. Prin urmare, termenii de tensiune și diferența de potențial sunt aceleași. Tensiunea este măsurată în volți (V).
Tensiunea între două puncte este egală cu un volt, în cazul în care transferul de un Coulomb de energie electrică de la un punct din câmpul unui alt forțe de teren efectua muncă egală cu un joule 1 volt = 1 Joule / 1 pandantiv
Intensitatea câmpului electric
Din legea lui Coulomb, amploarea intensitatea câmpului electric al curentului de încărcare pentru a pune în acest domeniu, pe de altă taxa, nu toate punctele de același domeniu. Caracterizat de un câmp electric la fiecare punct poate fi cantitatea de forță cu care acționează asupra sarcinii pozitive unitate plasată în acel moment.
Cunoscând această valoare, este posibil să se determine forța F, care acționează în orice Q. taxa Putem scrie că F = Q x E, unde F - forța exercitată de câmpul electric de pe taxa Q, plasat într-un câmp punct dat, E - forța pe sarcina pozitivă unitate plasată în același punct al câmpului. Valoarea E, care este numeric egală cu forța cu experiență de către o unitate de sarcină pozitivă la un anumit moment al câmpului se numește intensitatea câmpului electric.