Сила взаимодействия 2-х точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорционально произведению модулей зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними
F = k 
В среде: F = k 
,
где ε – диэлектрическая проницаемость среды, она показывает, во сколько раз сила взаимодействия зарядов в среде меньше чем в вакууме. Это табличная величина. Для вакуума ε = 1
Единица электрического заряда 1 Кл – это заряд, проходящий за 1с через поперечное сечение проводника при силе тока 1А.
k = 
k = 9· 109 
ε0 – электрическая постоянная: она равна ε0 = 
= 8,85 ·10-12 
Минимальный заряд, существующий в природе – это заряд элементарных частиц: e = 1,6 · 10-19 Кл
Тема 24.
Электрическое поле и его напряженность. Работа по перемещению электрического заряда, совершенная силами электрического поля. Потенциал и разность потенциалов. Связь между напряженностью и разностью потенциалов. Электроемкость проводника. Конденсатор. Энергия конденсатора.
1. Электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой. По мере удаления заряда поле ослабевает.
Электрическое поле материально; оно существует независимо от нас, от наших знаний о нем. Электрическое поле обладает определенными свойствами. Для характеристики электрического поля вводят два понятия: 1) напряженность; 2) потенциал
Напряженность – это силовая характеристика электрического поля.
Напряженность поля равна отношению силы, с которой поле действует на точечный заряд, к величине этого заряда:
|
|
|
Е = 
[ 
]
Из закона Кулона напряженность равна:
Е = 
= k 
для среды: Е = k 
Для графического изображения электрического поля вводится понятие силовых линий или линий напряженности.
Непрерывные линии, касательные к которым в каждой точке, через которую они проходят, совпадают с векторами напряженности, называются силовыми линиями напряженности электрического поля.
Линии напряженности замкнуты и начинаются на положительных зарядах.
Если существует несколько заряженных тел в пространстве, их поля не оказывают никакого влияния на друг на друга, то результирующая сила со стороны всех полей равна геометрической сумме сил со стороны каждого поля. В этом состоит принцип суперпозиции полей: если в данной точке пространства различные заряженные частицы создают электрические поля, напряженности которых Е1, Е2, Е3 и т.д., то результирующая напряженность поля в этой точке равна:
Е = Е1+Е2+Е3+ …
2. Если электрический заряд поместить в электрическое поле, то оно будет совершать работу по перемещению этого заряда:
|
|
|
А = F·Δℓ
F = q E A = qE Δℓ
Работа по перемещению заряда в электрическом поле не зависит от траектории.
3. Энергетической характеристикой электрического поля является потенциал. Он равен работе, совершаемой силами поля при перемещении заряда из некоторой точки поля в бесконечность
= 
= Е ∆ℓ [ 
]
Каждая точка электрического поля характеризуется своим значением потенциала. А между двумя точками всегда существует разность потенциала.
А = q ( 1 - 2) = q 
= 
4. Разность потенциалов называется напряжением:
= U А = qU U = 
U = 
= E·Δℓ E= 
Эта формула показывает: чем меньше меняется потенциал на расстоянии Δℓ, тем меньше напряженность поля; если потенциал совсем не меняется, то напряженность поля равно нулю.
Совокупность точек поля с одинаковыми потенциалами называется эквипотенциальными поверхностями.
5. Выясним, при каком условии на проводниках можно накопить заряд?
При любом способе заряжения тел – первоначально нейтральные тела заряжаются вследствие того, что часть электронов переходит от одного тела к другому. При заряжении двух проводников один заряжается положительно, а другой отрицательно. Между проводниками возникает электрическое поле и возникает разность потенциалов или напряжение. С увеличением напряжения электрическое поле усиливается. На проводниках накапливается электрический заряд.
|
|
|
Величину, характеризующую способность двух проводников накапливать электрический заряд называется электроемкостью.
Отношение заряда одного из проводников к разности потенциалов между проводниками не зависит от заряда, а определяется размерами проводников, их формой, взаимным расположением, диэлектрической проницаемостью среды.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 295; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!