Электрическое поле. Действие электрического поля на электрические заряды. Конденсатор. Энергия электрического поля конденсатора.

По современным физическим представлениям, начало которым было положено работами М.Фарадея и Дж. Максвелла, электрическое взаимодействие осуществляется по схеме заряд – поле – заряд, т.е. с каждым зарядом обязательно связано электрическое поле, которое непосред­ственно действует с некоторой силой на все остальные заряды.

Электрическое поле – это особый вид материи, посредством которого взаимодействуют заряды. Оно материально, т.е. существует независимо от нашего сознания. Для электрических полей выполняется принцип суперпозиции, т.е. поля не складываются, а накладываются друг на друга, т.е. существуют независимо друг от друга. Поле может быть обнаружено по его воздействию на заряженные тела. Наглядную картину электрического поля можно получить с помощью силовых линий.

Силовая линия (линия поля) — это линия, касательная к которой показывает направление силы, с которой электрическое поле действует на пробный точечный положительный заряд, помещенный в данную точку поля. Если в какие-либо точки поля, образованного двумя разноименно заряженными телами, поме­стить точечные положительные заряды q, то электрическое поле будет действовать на эти заряды силами, направленными по касательным к силовым линиям, проходящим через эти точки поля. Силовые линии направлены от положительного к отрицательному заряду.

Заряды взаимодействуют с силой, прямо пропорциональной произведению этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Этот закон был открыт Кулоном в 1785 году.

Однородным называется электрическое поле, кото­рое действует на пробный электрический заряд, помещен­ный в любую точку этого поля, с одинаковой силой. Такое поле изображается с помощью параллельных равноотстоя­щих прямых силовых линий. У неоднородного поля силовые линии обычно искривлены.

Для получения наглядных картин электрических по­лей используют ориентирующее действие электрического поля на частицы вещества. Из металлической фольги выре­зают полоски определенной формы и наклеивают их на дно стеклянного сосуда. В сосуд наливают вязкую непроводя­щую жидкость (скипидар, глицерин, касторовое масло) и насыпают мелкие частицы, например стриженый волос, ман­ную крупу и т.д. Затем полоски фольги заряжают, и во­круг них возникает электрическое поле, в котором частицы располагаются вдоль силовых линий.Как видно, между парал­лельными пластинами возникает практически однородное поле. У точечных зарядов картина поля не­сколько иная.

Конденсатор – это накопитель электрических зарядов. Плоский конденсатор представляет собой систему из двух металлических электродов, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Между пластинами находится воздух или какой-нибудь изолятор(слюда, парафинированная бумага и т.д.)

Конденсаторы характеризуются электрической емкостью. Она равна отношению заряда на пластинах конденсатора к напряжению между пластинами:

. Емкость измеряется в фарадах. 1Ф= 1Кл/1В.

Емкость конденсатора прямо пропорциональна площади пластин и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами.

Если подключить конденсатор к источнику постоянного тока, то на его обкладках будут накапливаться электрические заряды противоположных знаков. Следовательно, между обкладками существует электрическое поле, которое обладает энергией.

Билет № 19