Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


“ема 1. Ёлектрическое поле




ќ—Ќќ¬Ќџ≈ ѕќЌя“»я

ѕри изучении электротехники и электроники нам придетс€ неоднократно обращатьс€ к таким пон€ти€м, как электрический зар€д, электрическое поле, напр€жен≠ность электрического пол€, электрическое напр€жение, емкость и др.

»звестно, что наэлектризованные предметы взаимо≠действуют друг с другом на рассто€нии. Ёто взаимодей≠ствие имеет электромагнитную природу и обусловлено наход€щимис€ на телах электрическими зар€дами.

Ёлектрический зар€д Ч физическа€ величина, определ€юща€ интенсивность электромагнитных взаимо≠действий, подобно тому, как масса определ€ет интенсив≠ность гравитационных взаимодействий. «ар€д обозначает≠с€ буквой Q(q) и измер€етс€ в кулонах ( л). –азличают положительные и отрицательные зар€ды. –азноименно зар€женные тела прит€гиваютс€ друг к другу, а одно≠именно зар€женные Ч отталкиваютс€.

Ёлементарными носител€ми электрического зар€да €вл€ютс€ электроны и протоны, вход€щие в структуру атомов и молекул вещества. «ар€д протона +l,6·10-19  л называют положительным, а зар€д электрона - 1,6·10-19  л Ч отрицательным.

„исло электронов атомов равно числу протонов, поэто≠му атомы в обычном состо€нии электрически нейтральны.

ѕри избытке электронов тело приобретает отрица≠тельный зар€д, при их недостатке Ч положительный.

Ёлектрический зар€д €вл€етс€ источником электро≠магнитного пол€, которое окружает зар€женные тела.

Ёлектромагнитное поле Ч это особа€ форма материи, его специфической особенностью €вл€етс€ способность воздействовать как на неподвижные зар€ды, так и на движущиес€ электрически зар€женные частицы (1).

Ёлектромагнитное поле €вл€етс€ материальным Ђпо≠средникомї, через который передаетс€ силовое действие одного зар€да на другой.

„астными формами про€влени€ электромагнитного пол€ €вл€ютс€ электрическое и магнитное пол€.

Ёлектрическое поле как одна из составл€ющих элект≠ромагнитного пол€ обладает способностью воздейство≠вать как на неподвижные, так и на движущиес€ за≠р€ды (2).

ћагнитное поле €вл€етс€ одной из составл€ющих электромагнитного пол€ и обладает способностью воз≠действовать на движущиес€ зар€ды (3). ћагнитное поле создаетс€ намагниченными телами (посто€нными магни≠тами) и электрическими токами.

Ёлектрическое и магнитное пол€ получили широкое применение на практике. “ак, с помощью электрического пол€ при очистке дымовых газов привод€тс€ в движение и удал€ютс€ частицы дыма и пыли, в водоочистке Ч ускор€етс€ слипание коллоидных частиц, в геологораз≠ведке Ч определ€етс€ состав горных пород и вы€вл€ютс€ полезные ископаемые (путем изучени€ естественного электрического пол€, самопроизвольно возникающего в разрезе буровой скважины), в космической технике Ч осуществл€етс€ коррекци€ траектории и ориентаци€ космических кораблей, в дефектоскопии Ч вы€вл€ютс€ трещины и другие дефекты неэлектропроводных мате≠риалов путем измерени€ неоднородностей электрического пол€, в медицине Ч ввод€тс€ лекарства через кожу (электрофорез) и т. д.

 роме того, электрическое поле Ђработаетї в электри≠ческих цеп€х, создава€ электрический ток (наличие электрического пол€ €вл€етс€ главным условием образо≠вани€ тока).

ѕри проектировании и эксплуатации установок, использующих электрические пол€, при сопоставлении полей оперируют такими количественными характеристи≠ками электрического пол€, как напр€женность, потен≠циал, напр€жение. –ассмотрим их дл€ электростатического пол€, т. е. пол€, создаваемого неподвижными зар€≠женными телами.

ѕоместим в электрическое поле неподвижного зар€да Q (рис. 1.1) на рассто€нии R от него настолько малый положительный зар€д q (назовем его пробным), что он своим присутствием не вызовет сколько-нибудь заметного искажени€ электрического пол€.

¬ соответствии с законом  улона на пробный зар€д в вакууме действует сила

F=Qq /(4πR²ε0), (1.1)

где εо = 8,85 Х 10-12 ‘/м Ч электрическа€ посто€нна€.

 

»з формулы (1.1) следует, что сила F характеристи≠кой пол€ служит не может, так как она зависит от численного значени€ пробного зар€да. »нтенсивность электрического пол€ в данной точке оцениваетс€ отно≠шением F/q, называемым напр€женностью пол€:

E = F/q. (1.2)

Ќапр€женность электрического пол€ в данной точке численно равна силе, с которой поле действует на поме≠щенный в эту точку единичный положительный зар€д (4). ѕодобно силе, напр€женность Ч векторна€ величина. ≈диница напр€женности Ч вольт на метр (¬/м).

ƒл€ нагл€дного изображени€ электрического пол€ пользуютс€ лини€ми напр€женности (рис. 1.2), которые провод€т таким образом, чтобы векторы напр€женности пол€ совпадали с касательными в каждой точке этих линий. Ёлектрическое поле, напр€женность которого оди≠накова во всех точках пространства, называетс€ одно-родным. “аким €вл€етс€ поле между параллельными разноименно зар€женными пластинами (рис. 1.3) при достаточном удалении от их краев. Ћинии напр€жен≠ности однородного пол€ параллельны и распределены в пространстве равномерно.

¬несенный в поле пробный зар€д q, подобно подн€≠тому над землей телу, обладает потенциальной энергией. ќна может быть определена как работа ј, совершенна€ силами пол€ по переносу зар€да из данной точки пол€ в бесконечность.

“ак как работа ј зависит от значени€ зар€да q, то характеристикой пол€ служить не может. Ёнергетиче≠ские способности пол€ в данной точке оцениваютс€ отно≠шением A/q, которое называетс€ потенциалом:

φ = A/q. (1.3)

ѕотенциал электрического пол€ в данной точке чи≠сленно равен работе, совершаемой силами пол€ при перемещении единичного положительного зар€да из этой точки в бесконечность (в точку, потенциал которой равен нулю) (5). ѕотенциал Ч скал€рна€ величина.

ѕрактическое значение имеет не сам потенциал в точке, а изменение потенциала вдоль пути из одной точки пол€ в другую, т. е. разность потенциалов, называема€ также напр€жением и обозначаема€ U:

U=φ1 Ц φ2 1 -2 /q (1.4)

Ќапр€жение (разность потенциалов) между двум€ точками пол€ численно равно работе, совершаемой сила≠ми пол€ при перемещении единичного положительного зар€да между этими точками (6).

≈диница напр€жени€ и потенциала Ч вольт (¬). ѕри≠мен€ют также: 1 киловольт (к¬) = 103 ¬ Чдл€ измере≠ни€ больших напр€жений; 1 милливольт (м¬) = 10 -3 ¬ Ч дл€ измерени€ малых напр€жений.

ћежду напр€женностью электрического пол€ и раз≠ностью потенциалов существует определенна€ взаимо≠св€зь.

ѕри переносе пробного зар€да от одной пластины к другой электрическое поле совершает работу, равную произведению силы на путь, т. е. ј = Fd. ѕоэтому U = A/q Ч Fd/q Ч Ed. »з этого следует, что

E = U/d. (1.5)

Ќапр€женность однородного пол€ численно равна напр€жению, приход€щемус€ на единицу длины линии напр€женности (7).

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2017-02-28; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 626 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќаглость Ц это ругатьс€ с преподавателем по поводу четверки, хот€ перед экзаменом уверен, что не знаешь даже на два. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

1550 - | 1209 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.011 с.