Карактеристики на електричното поле и неговите основни својства

Електрично поле е материја, што гарантира интеракција на електрични полнежи во него. Може да се генерира или со електричен полнеж или со различен магнетски флукс. Во првиот случај, тоа се нарекува електростатско, во втората - вител. Без ова поле не може да се појави електрична струја, но за да се знае како се јавува потребно е да се запознаете со основните карактеристики на електричното поле.

Природата на феноменот

Електричното поле не може да се види со очи: може да се открие со неговото дејство врз наполнетите тела. Во исто време, таквото влијание не бара директен контакт на носителите на потенцијалот, но има природна сила. Значи, електрифицирана коса ќе се одолговлекува на други предмети.

Набљудувањето на електрични полиња покажува дека тие работат на начин сличен на гравитационите. Тоа е опишано со законот на Кулон, кој воопшто изгледа вака:

F = q1 q2 / 4 π ε ω0 r2,

каде q₁ и q₂ - количината на полнеж во кулони, ε - диелектрични константа на медиумот, ε₀ - електрични постојана еднаква на 8.854 * 10⁻¹² F / m, Р - растојанието помеѓу обвиненија во метри и F - сила со која обвинението се во интеракција, во Њутнс.

Така, подалеку од центарот, толку помалку ќе се почувствува влијанието на полето.

Покажи го полето графички во форма на линии на сила. Нивниот аранжман ќе зависи од геометриските карактеристики на превозникот. Постојат два вида полиња:

1. Хомогена, кога линиите на сила се паралелни едни со други. Идеалниот случај е бесконечно паралелно наполнети плочи.
2. Неодномоден, посебен случај на кој е поле околу точка или сферичен полнеж, неговите сили на растојание радијално се оддалечуваат од центарот, ако е позитивен и кон центарот, ако е негативен.

Силните линии на електричното поле предизвикани од електричниот полнеж не се затворени. Тие се затворени само во вителското поле, кое се формира околу менувачкиот магнетски флукс.

Ова се основните својства на електричното поле. За да се запознаат со неговите карактеристики, вреди да се разгледа наједноставната верзија - електростатска, која се формира со постојани и стационарни обвиненија. За погодност, тие ќе бидат точка-како, така што нивните контури не ги комплицираат пресметките. Тестот задолжен, кој исто така ќе се појави и во иднина, исто така, ќе биде точка и бесконечно мал.

Главни карактеристики

Тие може да се опишат со помош на математички обрасци, а некои може да се изразат графички. Последните карактеристики се вектори, односно насоки. Ова е важно, бидејќи при решавање на практични проблеми, често е неопходно да се работи не со модул со магнитуда, туку со векторска проекција на која било избрана оска.

Главните параметри на полето се:

1. тензија;
2. потенцијал;
3. индукција.

Сила на поле

Ова е моќна карактеристика на електричното поле. Магнитудата е вектор и ја карактеризира силата со која полето дејствува на полнежот во одредена точка. Математички, ова се изразува на следниов начин:

Ē = F̄ / q.

Ако ја замениме тука формулата на Кулоновиот закон, добиваме:

Ē = qω / 4 π ε εω r².

Така, во секоја точка на полето нејзиниот интензитет е различен, и тоа зависи од полнењето кое го создава, условите на животната средина и големината обратно пропорционални на квадратот на растојанието до точка.

Ако полето е создадено со две обвиненија, добиената напнатост се пресметува графички - со додавање на стрес-вектори од секој одделен извор. Овој метод беше наречен принцип на суперпозиција.

Потенцијали и нивната разлика

Електричното поле е способно да работи. Ако судењето се префрли во полето, тогаш работата извршена од страна на е- поле, ќе зависи од почетното и крајното растојание од испитното полнење до центарот на е. поле. Спореди тоа е можно со човек кој требаше да скока од покривот. Додека е на врвот на десеттиот кат, неговата потенцијална енергија ќе биде:

W = -GMm / Rr.

Или, ако ја земеме предвид пропорционалноста на земјата и човекот:

W = mgh.

Додека човекот не скока, тој има потенцијална енергија. Кога конечно ќе падне, гравитационото поле ќе ја изврши работата, бројно еднаква на горенаведената вредност. Ова не го зема во предвид хоризонталното движење - ова дело го направил самиот починат.

Електричното поле функционира на сличен начин. Испитната обвиненија q1, поставена во него, има потенцијална енергија:

W = q1 q₀ / 4 π ε ω. R.

Кога се преселувате во друга точка, кога растојанието r е различно, полето ќе ја изврши задачата еднаква на:

A = W1 - W2 = q1 q₀ / 4 π ε ε₀ r1 - q1 qω / 4 π ε ε₀ r₂.

Ако одбереш параметар од двата елементи кои директно се поврзуваат со полето, а не од пробниот полнеж, тоа ќе изгледа вака:

φ1 = q₀ / 4 π ε ε₀ r1- φ2 = qω / 4 π ε ε₀ r2.

И ова е φ и се нарекува потенцијален потенцијал во тој момент. Врз основа на сите формули напишани погоре, можеме да ја изразиме оваа вредност на следниов начин:

φ ₁ = W1 / q1- φ2 = W2 / q1.

Така, работата направена од теренот ќе се изрази на следниов начин:

A = W1 - W2 = φ1 q1 - φ2 q1 = q1 (φ1 - φ2).

Изразот во загради ќе се нарече потенцијална разлика или напон. Покажува каква работа ќе се изврши полето за движење на тестот.

A / q = (φ1 - φ2).

Единицата на оваа големина, J / Cl, беше наречена Volt, во чест на научникот Алесандро Волта. Од оваа единица се мери димензионалноста на другите количини во електростатиката и електродинамиката. На пример, јачината на полето се мери во V / m.

Електрична индукција

Оваа количина го карактеризира електричното поле, како што велат, во чиста форма. Во реалноста, ние се занимаваме со поле во различни медиуми со одредена диелектрична пропустливост. И покрај фактот дека за повеќето супстанции ова е табеларна количина, во голем број случаи таа е нестабилна, а нејзината зависност од параметрите на медиумот (температура, влажност, итн.) Е нелинеарна.

Овој феномен е типичен за Rochelle сол, бариум титанат, литиум ниобат и голем број други.

Електричната индукција се мери во Kl / m², а неговата вредност се изразува со формулата:

D = ε εω E.

Ова е, исто така, векторска количина, чијашто насока се совпаѓа со насоката на напнатоста.

Статичко и вителско поле

Како што споменавме на почетокот на статијата, може да се појави електрично поле околу наизменично магнетно поле. Таа дури и создава струја, која може да се постигне на два начина:

• промена на интензитетот на магнетното поле што минува низ контурите на проводникот во него;
• промена на положбата на самиот диригент.

Во овој случај, диригентот воопшто не мора да биде затворен - струјата во неа ќе тече.

За да се илустрираат разликите помеѓу статичните и вителските полиња, може да се направи табела.

Не може да се каже дека првото и второто поле немаат никаква врска со едни со други. Тоа не е така. Во реалноста, таквата регуларност функционира: стационарниот полнеж создава електростатско поле кое се движи на полнење во проводник - движечкото полнење генерира константно магнетно поле. Ако полнењето се движи со променлива брзина и насока, тогаш магнетното поле станува променливо и создава секундарна електрична. Така, електричното поле и неговите карактеристики влијаат на појавата на магнетните и неговите параметри.