Вы здесь

Взаимодействие зарядов. Электрическое поле

Сообщение об ошибке

Warning: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable в функции antispam_user_load() (строка 1545 в файле /home/nikolai3/6.nikolai3.z8.ru/docs/sites/all/modules/antispam/antispam.module).

 Взаимодействие зарядов. Электрическое поле

Закон взаимодействия точечных зарядов (закон Кулона) имеет следующий вид:

в системе СГСЭ

  Закон Кулона 1)

в системе СИ

  Закон Кулона 2)

где

F сила взаимодействия;
q1 и q2 величины зарядов;
εa абсолютная диэлектрическая проницаемость среды;
r расстояние между точечными зарядами.

Численное значение εa можно выразить в относительных единицах (по отношению к абсолютному значению диэлектрической проницаемости вакуума ε0).

Величина ε = εa / ε0 называется относительной диэлектрической проницаемостью; она показывает, во сколько раз взаимодействие между зарядами в безграничной однородной среде меньше, чем в вакууме; ε = εa / ε0 часто называется просто диэлектрической проницаемостью.

Численное значение величины ε0 и ее размерность зависят от выбора системы единиц; значение ε от выбора системы единиц не зависит.

В системе СГСЭ ε0 = 1 (эта величина является четвертой основной единицей); в системе СИ

  Абсолютная диэлектрическая проницаемость 3)

(в этой системе ε0 является производной величиной).

В системе СГСЭ за единицу заряда принимают величину такого заряда, который действует в вакууме на равный ему заряд, удаленный на 1 см, с силой в 1 дин. В системе СИ единицей заряда является кулон (Кл):

1 Кл = 2,99793·109 ед.зар. СГСЭ ≅ 3·109 ед.зар. СГСЭ.

Элементарный заряд е = 4,8·10-10 ед.зар. СГСЭ.

Если в пространстве обнаруживается действие сил на неподвижные электрические заряды, то говорят, что в нем существует электрическое поле.

Электрически заряженные тела всегда окружены электрическим полем. Поле неподвижных зарядов называют электростатическим. Напряженность электрического поля в данной точке численно равна силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в эту точку:

  Напряженность электрического поля 4)

Напряженность – величина векторная. Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы, действующей па положительный заряд. Напряженности полей двух и более различных электрических зарядов складываются по правилу параллелограмма, т. е. векторно.

Все последующие формулы даны в системе СГСЭ и СИ.

Напряженность электрического поля точечного заряда

  Напряженность электрического поля точечного заряда 5)

где

r расстояние от точки, в которой определяется напряженность, до точки, в которой помещен заряд g.

Напряженность электрического поля равномерно заряженной плоскости

  Напряженность электрического поля равномерно заряженной плоскости 6)

где

σ величина заряда, приходящаяся на единицу поверхности.

Напряженность электрического поля равномерно заряженного шара

  Напряженность электрического поля равномерно заряженного шара 7)

где

r расстояние от точки, в которой определяется напряженность, до центра шара.

Напряженность электрического поля заряженного цилиндра

  Напряженность электрического поля заряженного цилиндра 8)

где

q' заряд, приходящийся на единицу длины цилиндра;
r расстояние от точки, в которой определяется напряженность, до оси цилиндра.

Векторная величина D = εaE называется индукцией электрического поля.

Линия, касательная в каждой точке которой совпадает с направлением вектора напряженности, называется силовой линией электрического поля. Расположение силовых линий в электрических полях различной структуры показано на рис.1-3.

Силовые линии поля точечного электрического заряда
Рис.1. Силовые линии поля точечного электрического заряда
Силовые линии поля
Рис.2. Силовые линии:
а) поля двух разноименных точечных зарядов; б) поля двух одноименных точечных зарядов
Электрическое поле плоского конденсатора
Рис.3. Электрическое поле плоского конденсатора

 ЛИТЕРАТУРА

  • Справочник по элементарной физике / Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич. М.: Наука. 1976. 255 с.

Добавить комментарий