Наочні картини електростатичних полів

Related posts:

1. Електричне поле яке складається з двох і більше зарядів Для відокремлених окремо взятих зарядів силові лінії електричного поля являють собою радіальні промені виходять із зарядів і йдуть в нескінченність. Яка буде конфігурація силових ліній для двох і більше зарядів? Для виконання такого візерунка необхідно пам’ятати, що ми маємо справу з векторним полем, тобто з векторами напруженості електричного поля. Щоб зобразити малюнок поля, нам необхідно […]...
2. Електростатичне поле та його характеристика Електростатичне поле також як і електричне поле є особливою формою матерії, яка оточує тіла, що мають електричний заряд. Але на відміну від останнього, електростатичне поле створюється тільки навколо нерухомих заряджених тіл, тобто, коли немає умов для створення електричного струму. Властивості електростатичного поля Електростатичне поле характеризується властивостями, які відрізняють його від інших видів полів, що утворюються […]...
3. Вихрове електричне поле Розглянемо нерухомий контур, знаходиться в змінному магнітному полі. Який же механізм виникнення індукційного струму в контурі? А саме, які сили викликають рух вільних зарядів, яка природа цих сторонніх сил? Намагаючись відповісти на ці питання, великий англійський фізик Максвелл відкрив фундаментальна властивість природи: мінливий у часі магнітне поле породжує поле електричне. Саме це електричне поле і […]...
4. Рух заряду в електричному полі Коли носій електричного заряду виявляється в електростатичному полі, на нього неминуче починає діяти кулоновская сила. Це призводить до того, що носій заряду починає переміщатися в просторі, якщо, звичайно, кулонівських сили не компенсовані іншими, що протидіють силами. Розглянемо випадок, коли в електричному полі виявився пробний заряд q абсолютно вільний від дії інших сил. Як тільки цей […]...
5. Еквіпотенціальні поверхні у фізиці Як ви пам’ятаєте, введення силової характеристики поля (напруженості) дало можливість зображати поле графічно – у вигляді картини ліній напруженості, або силових ліній. Енергетична характеристика поля (потенціал) також дозволяє дати графічну картину поля – у вигляді сімейства еквіпотенціальних поверхонь. Поверхня в просторі називається еквіпотенційної, якщо у всіх точках цієї поверхні потенціал електричного поля приймає одне і […]...
6. Фізика електромагнітного поля Згадаймо, яким чином Максвелл пояснив явище електромагнітної індукції. Змінне магнітне поле породжує вихрове електричне поле. Якщо у змінному магнітному полі знаходиться замкнутий провідник, то вихрове електричне поле приводить в рух заряджені частинки цього провідника – так виникає індукційний струм, спостерігається в експерименті. Лінії вихрового електричного поля охоплюють лінії магнітного поля. Якщо дивитися з кінця вектора […]...
7. Напруженість електростатичного поля. Лінії напруженості Для дослідження електростатичного поля в нього необхідно внести пробний заряд q0 (заряд q0 – точковий позитивний заряд досить малої величини, щоб його внесення до досліджуване полі не спотворювало це поле, інакше, це заряд, власне поле якого дуже малий у порівнянні з досліджуваним) і виміряти силу, яка діє на нього в заданій точці поля. Сила, що […]...
8. Силові лінії електростатичного поля Для наочного графічного представлення поля зручно використовувати силові лінії – спрямовані лінії, дотичні до яких в кожній точці збігаються з напрямом вектора напруженості електричного поля (рис. 153). Згідно з визначенням силові лінії електричного поля мають низку спільних властивостей (порівняйте з властивостями ліній струму рідини): Силові лінії не перетинаються (в іншому випадку, в точці перетину можна […]...
9. Різницю потенціалів. Напруга Різниця потенціалів – це скалярна фізична величина, чисельно рівна відношенню роботи сил поля по переміщенню заряду між даними точками поля до цього заряду. В СІ одиницею різниці потенціалів є вольт (В). 1 В – різниця потенціалів між двома такими точками електростатичного поля, при переміщенні між якими заряду в 1 Кл силами поля відбувається робота в […]...
10. Зв’язок між напруженістю електростатичного поля і різницею потенціалів Кожній точці електричного поля відповідають певні значення потенціалу та напруженості. Знайдемо зв’язок напруженості електричного поля з різницею потенціалів. Будь-яке електростатичне поле в досить малій області простору можна вважати однорідним. Еквіпотенціальні поверхні. При переміщенні заряду під кутом 90 ° до силових ліній електричне поле не здійснює роботу, так як електростатична сила перпендикулярна переміщенню. Значить, якщо провести […]...
11. Електричне поле і його властивості Заряджені тіла взаємодіють один з одним. Це підтверджують численні досліди, а закон Кулона дозволяє визначити силу взаємодії нерухомих електричних зарядів. Однак причини подібної взаємодії, його механізм законом не розкриваються. Трохи більше ніж через півстоліття після відкриття закону Кулона, завдяки роботам Фарадея і Максвелла, було встановлено, що електричний заряд створює в навколишньому просторі електричне поле, яке […]...
12. Електростатичне поле Закон Кулона визначає силу взаємодії між електричними зарядами, але не пояснює, як це взаємодія передається на відстань від одного тіла до іншого. Досліди показують, що ця взаємодія спостерігається і тоді, коли наелектризовані тіла знаходяться у вакуумі. Значить, для електричного взаємодії не потрібна середу. За теорією, розвиненою М. Фарадеєм і Дж. Максвеллом, в просторі, де знаходиться […]...
13. Застосування електростатичних властивостей провідників Наведемо деякі приклади використання розглянутих властивостей поведінки провідників в електричному полі. Іноді виникає необхідність ізолювати деякі тіла, прилади від впливу зовнішніх електричних полів. Для такої ізоляції їх поміщають всередину металевого корпусу. Ми показали, що при приміщенні провідника в зовнішнє електричне поле, індуковані заряди виникають тільки на поверхні провідника, а поле усередині провідника виявляється рівним нулю. […]...
14. Потенціал провідника Раніше ми говорили про потенціал тієї чи іншої точки електростатичного поля. Великий інтерес представляють безлічі точок, потенціал яких однаковий. Один приклад такого безлічі ми знаємо – це еквіпотенціальні поверхні. Іншим чудовим прикладом служить провідник. Всі точки провідника мають однаковий потенціал. Іншими словами, різниця потенціалів між будь-якими двома точками провідника дорівнює нулю. Справді, якби між якою-небудь […]...
15. Потенціал електростатичного поля як його енергетична характеристика Як ви знаєте, силовий характеристикою електростатичного поля є напруженість. Крім того, ви знаєте, що при переміщенні заряду в електростатичному полі з однієї точки в іншу відбувається робота, яка дорівнює різниці потенційної енергії заряду в цих точках. Отже, можна говорити про те, що існує і енергетична характеристика електростатичного поля – потенціал. Ввести цю характеристику можна тому, […]...
16. Електромагнітне поле: визначення Електромагнітне поле – це особлива форма матерії, за допомогою якої взаємодіють між собою електрично заряджені частинки. Існування електромагнітного поля пов’язано з взаємодією між собою електричного і магнітного полів. Тобто змінюється в часі електричне поле породжує магнітне і навпаки. З цього випливає, що електричне і магнітне полі не існують одне без одного. Характеристики та поведінку електромагнітного […]...
17. Електростатична індукція – коротко Речовини, в яких електричні заряди вільно переміщаються, називають провідниками. Добрими провідниками є, наприклад, всі метали, водні розчини солей і кислот. У металах вільними зарядженими частинками є електрони. В атомах металів електрони, що знаходяться на зовнішніх оболонках, втрачають зв’язки зі своїми атомами і можуть вільно пересуватися по всьому об’єму металу. З’ясуємо, що відбувається в металевому провіднику, […]...
18. Потенціал електростатичного поля і різниця потенціалів У механіці взаємна дія тіл один на одного характеризують силою і потенційною енергією. Електростатичне поле, яке здійснює взаємодія між зарядами, також характеризують двома величинами. Напруженість поля – це силова характеристика. Тепер введемо енергетичну характеристику – потенціал. Потенціал поля. Робота будь електростатичного поля при переміщенні в ньому зарядженого тіла з однієї точки в іншу також не […]...
19. Фізика електричного поля Тим не менше, теорія близкодействия здобула гору. Фізичним об’єктом, передавальним взаємодія між зарядами навіть крізь порожнечу, виявилося електромагнітне поле. Вирішальними тут опинилися ідеї і праці двох великих учених XIX сторіччя – Фарадея і Максвелла. Експериментальним підтвердженням теорії близкодействия з’явилося відкриття електромагнітних хвиль. Нерухомі заряди не створюють магнітного поля; тому, поки ми вивчаємо електростатики, ми будемо […]...
20. Властивості світлових полів Світловим полем називають електромагнітне поле в оптичному діапазоні частот. Оптичні частоти надзвичайно великі (близько 1014-1015 Гц), а різниця частот між кордонами оптичного діапазону дуже мала в порівнянні з їх величинами, тому прийнято вимірювати оптичний діапазон в довжинах хвиль. Специфіка оптичного діапазону полягає в його двох головних особливостях: В оптичному діапазоні виконуються закони геометричної оптики, В […]...
21. Потенційне поле сил Полем сил називають область простору, в кожній точці якого на вміщену туди частку діє сила, закономірно змінюється від точки до точки. Прикладом може служити полі сили тяжіння Землі або поле сил опору в потоці рідини (газу). Якщо сила в кожній точці силового поля не залежить від часу, то таке поле називають стаціонарним. Ясно, що силове […]...
22. Квантові (корпускулярні) властивості полів До кінця XIX в. склалося уявлення про те, що наш світ складається з частинок і фундаментальних полів – двох складових матерії. Залишалися лише малі “недопрацювання”, для подолання яких потрібно було прикласти деякі зусилля. Проте з цих малих “недоробок” на рубежі XIX-XX ст. у фізиці виникла нова, революційна теорія, яка кардинальним чином змінила уявлення про частки […]...
23. Магнітне поле Таким чином, з’ясувалося, що крім електростатичного існує ще й магнітне поле, яке завжди виникає навколо провідника, по якому рухається електричний струм. Це поле, так само як і електростатичне, володіє силовий характеристикою, яку називають магнітною індукцією. Вона спрямована перпендикулярно руху електричних зарядів і, отже, перпендикулярно електростатичного поля. Повна взаємозв’язок цих полів була підтверджена в 1831 р, […]...
24. Вплив електромагнітних полів на здоров’я людини У сучасному світі людина оточений величезною кількістю штучних джерел електромагнітних випромінювань. Населення все життя піддається впливу постійних і змінних електричних полів. Вони беруть участь у регуляції біологічних ритмів і необхідні для нормального самопочуття. Корисні оздоровчі властивості постійного магнітного поля використовуються в багатьох медичних приладах і виробах. Але електромагнітні поля можуть завдавати і шкоди організму. Багато […]...
25. Дослід Ерстеда Дослідами доведено, що електричне поле зберігається навколо зарядженої частинки, навіть якщо вона залишається одна. Електрон і у вакуумі є носієм електричного поля. На цьому принципі працюють всі електронні лампи. На жаль, численні спроби знайти частинки, що несуть “магнітний” заряд, ні до чого не привели. Зразок магнетиту, який є природним постійним магнітом, можна розпилювати навпіл безліч […]...
26. Поле всередині провідника Перше загальне властивість провідників в електростатичному полі полягає в тому, що напруженість поля усередині провідника всюди дорівнює нулю. Доведемо від противного, як в математиці. Припустимо, що в якійсь області провідника є електричне поле. Тоді під дією цього поля вільні заряди провідника почнуть спрямований рух. Виникне електричний струм – а це суперечить тому, що ми знаходимося […]...
27. Фізика електромагнітних хвиль Найважливіший результат електродинаміки, що випливає з рівнянь Максвелла 50, полягає в тому, що електромагнітні взаємодії передаються з однієї точки простору в іншу не миттєво, а з кінцевою швидкістю. У вакуумі швидкість поширення електромагнітних взаємодій збігається зі швидкістю світла c = 3 – 108 м / с. Розглянемо, наприклад, два покояться заряду, що знаходяться на деякій […]...
28. Потік вектора напруженості електричного поля Як і для будь-якого векторного поля важливо розглянути властивості потоку електричного поля. Потік електричного поля визначається традиційно. У довільному електростатичному полі потік вектора напруженості через довільну поверхню, визначається таким чином (рис. 158): – Поверхня розбивається на малі майданчики ΔS (які можна вважати плоскими); – Визначається вектор напруженості E⃗ E → на цьому майданчику (який в […]...
29. Потужність постійного струму Потужність постійного струму P – це величина, яка показує яку роботу зробив постійний струм по переміщенню електричного заряду за одиницю часу. Вимірюється електрична потужність, як і механічна – у ВАТ. Для того щоб зрозуміти що таке електрична потужність уявімо собі електричне поле, в якому знаходиться вільна частинка. Під дією напруженості E електричного поля, частка переміщається […]...
30. Дія електричного поля на електричні заряди Електричне поле – це особлива форма матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія електрично заряджених частинок. Введення поняття електричного поля знадобилося для пояснення взаємодії електричних зарядів, тобто для отримання відповіді на питання: чому виникають сили, що діють на заряди, що і як вони передаються від одного заряду до іншого? Поняття електричного і магнітного полів ввів великий […]...
31. Полярні діелектрики Молекули полярних діелектриків з погляду електричних властивостей є диполями. Диполь – це система двох однакових за модулем і протилежних за знаком зарядів, що знаходяться на деякій стоянні один від одного. Наприклад, в молекулі кухонної солі NaCl самотній зовнішній електрон натрію захоплюється атомом хлору (якому Рис. 3.28. Диполь якраз бракує одного електрона до повного комплекту з […]...
32. Стаціонарне електричне поле Ми весь час говоримо про направленому русі зарядів, але ще не стосувалися питання про те, чому вільні заряди скоюють такий рух. Чому, власне, виникає електричний струм? Для упорядкованого переміщення зарядів усередині провідника необхідна сила, що діє на заряди в певному напрямку. Звідки береться ця сила? З боку електричного поля! Щоб у провіднику протікав постійний струм, […]...
33. Поняття про електричне поле Дія зарядженого тіла на навколишні тіла проявляється у вигляді сил тяжіння і відштовхування, що прагнуть повертати і переміщати ці тіла по відношенню до зарядженого тіла. Ми спостерігали прояв цих сил в дослідах, описаних у попередніх параграфах. Їх можна спостерігати також за допомогою повчального досвіду, який ми зараз опишемо. Наллємо в невелику скляну кювету (рис. 25) […]...
34. Виявлення магнітного поля за його дії на електричний струм Ми знаємо, що магніти діють на провідники, притягаючи або відштовхуючи їх. Якщо магніт піднести до цвяху, то цвях притягнеться до магніту. У разі, коли ми маємо не просто провідник, а провідник з струмом, то на нього стороннє магнітне поле теж буде діяти, змушуючи рухатися. Експерименти по виявленню магнітного поля Це встановили в результаті неодноразових експериментів, […]...
35. Діелектрики в електричному полі На відміну від провідників, в діелектриках немає вільних зарядів. Всі заряди є пов’язаними: електрони належать своїм атомам, а іони твердих діелектриків коливаються поблизу вузлів кристалічної решітки. Відповідно, при розміщенні діелектрика в електричне поле не виникає спрямованого руху зарядов7. Тому для діелектриків не проходять наші докази властивостей провідників – адже всі ці міркування спиралися на можливість […]...
36. Діелектрики в електричному полі: поляризація діелектриків Всі відомі людству речовини здатні проводити електричний струм в різному ступені: якісь краще проводять струм, якісь – гірше, інші – майже не проводять. Відповідно до цієї здатністю, речовини діляться на три основні класи: Діелектрики; Напівпровідники; Провідники. Ідеальний діелектрик не містить в собі зарядів, здатних до переміщення на значні відстані, тобто вільних зарядів в ідеальному діелектрику […]...
37. Електросфера Землі Електросфера Землі простягається від рівня моря на висоту близько 60 км. У верхніх шарах, там де багато вільних іонів і ця частина сфери називається іоносферою, провідність максимальна, так як є вільні носії зарядів. Потенціал в іоносфері можна сказати вирівняний, так як ця сфера по суті вважається провідником електричного струму, в ній існують струми в газах […]...
38. Чому стрілка компаса завжди показує на північ Принцип дії роботи компаса заснований на взаємодії поля постійних магнітів компаса з горизонтальної складової магнітного поля Землі. Вільно обертається магнітна стрілка повертається навколо осі, розташовуючись уздовж силових ліній магнітного поля. Таким чином, стрілка завжди паралельна напрямку лінії магнітного поля. Вираз “стрілка компаса завжди вказує на північ” неточно. Завдання компаса – показати, де знаходиться Північ і […]...
39. Вплив на людину електромагнітних полів і випромінювань Електромагнітне поле (ЕМП) радіочастот характеризується здатністю нагрівати матеріали; поширюватися в просторі і відбиватися від кордону розділу двох середовищ; взаємодіяти з речовиною, завдяки чому електромагнітні поля широко використовуються в різних галузях народного господарства: промисловості, науки, техніки, медицини, побуті. Електромагнітні хвилі частково поглинаються тканинами біологічного об’єкта, тому біологічний ефект залежить від фізичних параметрів ЕМП радіочастот: 1) довжини […]...
40. Закон Ома для повного кола Розглянемо докладніше процеси, що протікають в замкнутій ланцюга електричного струму, що містить джерело (дивись малюнок). Всередині джерела під дією сторонніх сил починається розділення зарядів: позитивно заряджені частинки рухаються до позитивного полюса джерела, а негативні частинки до негативного. Розділені заряди створюють всередині джерела електричне поле E⃗ E →, спрямоване від “плюса” до “мінуса”, яке перешкоджає подальшому […]...