Напряжение электрического поля
В любом электрическом поле положительные заряды перемещаются от точек с более высоким потенциалом к точкам с потенциалом более низким. Отрицательные заряды перемещаются, наоборот, от точек с меньшим потенциалом к точкам с большим потенциалом. B обоих случаях работа совершается за счет потенциальной энергии электрического поля.
Если нам известна эта работа, т. е. величина, на которую уменьшилась потенциальная энергия поля при перемещении положительного заряда q из точки 1 поля в точку 2, то легко найти напряжение между этими точками поля U1,2:
U1,2= A/q,
где А — работа сил поля при переносе заряда q из точки 1 в точку 2. Напряжение между двумя точками электрического поля численно равно работе, которую совершает ноле для переноса единицы положительного заряда из одной точки поля в другую.
Как видно, напряжение между двумя точками поля и разность потенциалов между этими же точками представляют собой одну и ту же физическую сущность. Поэтому термины напряжение и разность потенциалов суть одно и то же. Напряжение измеряется в вольтах (В).
Напряжение между двумя точками равно одному вольту, если при переносе одного кулона электричества из одной точки поля в другую силы поля совершают работу, равную одному джоулю:
1 вольт = 1 джоуль / 1 кулон
|
|
|
Напряженность электрического поля
Из закона Кулона следует, что величина силы электрического поля данного заряда, действующей на помещенный в этом поле другой заряд, не во всех точках поля одинакова. Характеризовать электрическое поле в каждой его точке можно величиной силы, с которой оно действует на единичный положительный заряд, помещенный в данной точке.
Зная эту величину, можно определить силу F, действующую на любой заряд Q. Можно написать, что
F = Q х Е,
где F — сила, действующая со стороны электрического поля на заряд Q, помещенный в данную точку поля, Е — сила, действующая на единичный положительный заряд, помещенный в эту же точку поля.
Величина Е, численно равная силе, которую испытывает единичный положительный заряд в данной точке поля, называется напряженностью электрического поля.
Рис. 8. Разность потенциалов U между точками А и Б электрического поля определяет работу, которая затрачивается на перемещение заряда q между этими точками
Точно так же за нулевой потенциал условно принимают потенциал, который имеет поверхность земли.
|
|
|
Электрический ток.
Электрическим током называют направленное движение свободно заряженных частиц под действием электрического поля.
В металлах электрический ток создается движением свободных электронов.
Количественной характеристикой электрического тока является сила тока (I).
Сила тока (I) — Это количество электричества прошедшего через поперечное сечение проводника за единицу времени.
I = Q/Δt [A]
Электрический ток не изменяющийся со временем называется постоянным электрическим током.
Плотность тока (j) — это векторная величина численно равная отношению силы тока к площади поперечного сечения проводника.
j = I/S [A/mm2]
Направление вектора плотности тока совпадает с направлением скорости движения заряженных частиц.
В веществе, помещенном в электрическое поле, под действием сил поля возникает процесс движения элементарных носителей электричества — электронов или ионов. Движение этих электрически заряженных частиц материи называют электрическим током.
За единицу силы тока принят ампер (А). Это такой ток, при котором через поперечное сечение проводника каждую секунду проходит количество электричества, равное 1 Кл. Силу тока иногда измеряют тысячными долями ампера — миллиамперами (мА) или миллионными долями ампера — микроамперами (мкА), а при больших значениях— тысячами ампер — килоамперами (кА), в формулах ток обозначают буквой I (i).
В электротехнике широко применяют как постоянный, так и переменный ток. Постоянным называют ток, значение и направление которого в любой момент времени остаются неизменными (рис. 9, а).
Токи, значение и направление которых не остаются постоянными, называют изменяющимися, или переменными. Чаще всего в электротехнических устройствах используют ток, изменяющийся по синусоидальному закону, который получают от генераторов переменного тока и трансформаторов (рис. 9, б). От выпрямителей получают пульсирующий ток (рис. 9, в), неизменный по направлению, но меняющийся по величине.
|
|
|
Рис. 9. Зависимости тока от времени: а — постоянный ток; б — переменный синусоидальный ток; в — пульсирующий ток
Электропроводность. Свойство вещества проводить электрический ток под действием электрического поля называют электропроводностью. Электропроводность различных веществ зависит от концентрации свободных (т. е. не связанных с атомами, молекулами или кристаллической структурой) электрически заряженных частиц. Чем больше концентрация этих частиц, тем больше электропроводность данного вещества.
|
|
|
Все вещества в зависимости от электропроводности делят на три группы:
- проводники,
Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 125; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!