Напряжение электрического поля

Электрические заряды не оказывают непосредственное воздействие друг на друга. Каждое заряженное тело может создавать электрическое поле в окружающем пространстве. Такое поле оказывает непосредственное силовое воздействие на остальные заряженные тела.

Электрическое поле и его свойства

Главным свойством электрического поля считается воздействие с определенной силой на электрические заряды. Иными словами, заряженные тела способны взаимодействовать друг с другом исключительно за счет электрических полей, их окружающих.

Исследовать электрическое поле, которое окружает заряженное тело, позволяет так называемый пробный заряд (точечный заряд, небольшой по величине). Такой заряд не может осуществлять заметного перераспределения рассматриваемых зарядов.

Определение 1

Электрическое поле для неподвижных и не изменяющихся со временем зарядов будет называться электростатическим. В большинстве случаев его называют просто электрическим полем. 2}$

Такое поле названо кулоновским. В этом поле направление вектора $\vec{E}$ будет зависеть от знака заряда $Q$, если $Q$ > $0$, то $\vec{E}$ направляется по радиусу от заряда, если $Q$

Готовые работы на аналогичную тему

С целью наглядного изображения электрополя задействуют силовые линии. Они проводятся таким образом, чтобы направление вектора $\vec{E}$ совпадало в каждой точке с направлением касательной к такой силовой линии. Изображение электрического поля за счет силовых линий требует соблюдения следующего условия: густота таких линий должна оказаться пропорциональной модулю вектора напряженности поля.

Кулоновское поле точечного заряда $Q$ лучше записывать в векторной форме. Для этого проводится радиус-вектор $\vec{r}$. от заряда $Q$ к точке наблюдения. Тогда при условии, что $Q$ > $0$,$\vec{E}$ оказывается параллельным $\vec{r}$. При условии, что $Q$

Пример 1

Примером использования принципа суперпозиции полей выступают силовые линии поля электрического диполя.

Такие линии представляют систему из двух равнозначных по модулю зарядов разного знака $q$р, расположенных на определенном расстоянии $L$.

Напряженность однородного электрического поля

Определение 2

Чтобы количественно определить электрическое поле, вводится силовая характеристика в виде напряженности электрического поля. Напряженностью электрополя считается физическая величина, характеризуемая силой воздействия поля на пробный положительный заряд, помещенный в заданную точку пространства.

Определяется такая величина формулой:

$\vec{E}=\frac{\vec{F}}{q}$, где:

• $E$ — напряженность электрического поля (Вольт/метр),
• $F$ — сила, воздействующая на заряд Q (Ньютон),
• $Q$ — заряд (Кулон).

Напряженность электрического поля представляет физическую векторную величину. В неоднородном поле сила, воздействующая на заряд в разных точках поля будет неодинаковой. Напряженность однородного электрополя считается прямо пропорциональной напряжению между пластинами и обратно пропорциональной расстоянию между ними:

$E=\frac{U}{d}$, где:

• $E$ — напряженность однородного электрополя (Вольт/метр),
• $U$ — напряжение, возникающее между пластинами (Вольт),
• $d$ — расстояние между пластинами, которые заряжены (метр).

Напряженность магнитного электрического поля

Замечание 1

Напряженность магнитного электрического поля определяет сила, воздействующая на пробный магнит, помещенный в поле.

Поскольку магнитные полюсы не существуют по отдельности, мы наблюдаем воздействие на южный и северный полюсы пробного магнита противоположно направленных сил. При этом возникает момент пары сил, характеризующий величину напряженности поля в заданном месте.

В магнитном поле у цилиндрической катушки он будет прямо пропорциональным числу витков и силе тока, и при этом и обратно пропорциональным длине катушки.

Направление у вектора напряженности магнитного поля в каждой точке будет совпадающим с направлением силовых линий. Внутри самой катушки (магнита) он направляется от южного полюса к северному, а вне ее — от северного к южному.

Напряженность электрического поля — как найти? Правила и примеры

Что такое электрическое поле

Однажды Бенджамин Франклин, чей портрет можно увидеть на стодолларовой купюре, запускал воздушного змея во время дождя с грозой. Столь странное занятие он выбрал не просто так, а с целью исследования природы молнии. Заметив, что на промокшем шнуре волоски поднялись вверх (т. е. он наэлектризовался), Франклин хотел прикоснуться к металлическому ключу. Но стоило ему приблизить палец, раздался характерный треск и появились искры. Сработало электрическое поле.

Это случилось в середине XVIII века, но еще целое столетие ученые не могли толком объяснить, как именно заряженные тела взаимодействуют друг с другом, не соприкасаясь. Майкл Фарадей первым выяснил, что между ними есть некое промежуточное звено. Его выводы подтвердил Джеймс Максвелл, который установил, что для воздействия одного такого объекта на другой нужно время, а значит, они взаимодействуют через «посредника».

В современной физике электрическое поле — это некая материя, которая возникает между заряженными телами и обусловливает их взаимодействие. Если речь идет о неподвижных объектах, поле называют электростатическим.

Объекты, несущие одноименные заряды, будут отталкиваться, а тела с разноименными зарядами — притягиваться.

Определение напряженности электрического поля

Для исследования электрического поля используются точечные заряды. Давайте выясним, что это такое.

Точечным зарядом называют такой наэлектризованный объект, размерами которого можно пренебречь, поскольку он слишком мал в сравнении с расстоянием, отделяющим этот объект от других заряженных тел.

Теперь поговорим непосредственно о напряженности, которая является одной из главных характеристик электрического поля. Это векторная физическая величина. В отличие от скалярных она имеет не только значение, но и направление.

Для того, чтобы исследовать электрическую напряженность, нужно в поле заряженного тела q₁ поместить еще один точечный заряд q₂ (допустим, они оба будут положительными). Со стороны q₁ на q₂ будет действовать некая сила. Очевидно, что для расчетов нужно иметь в виду как значение данной силы, так и ее направление, то есть вектор.

Напряженность электрического поля — это показатель, равный отношению силы, действующей на заряд в электрическом поле, к величине этого заряда.

Напряженность является силовой характеристикой поля. Она говорит о том, как сильно влияние поля в данной точке не только на другой заряд, но также на живые и неживые объекты.

Единицы измерения и формулы

Из указанного выше определения понятно, как найти напряженность электрического поля в некой точке:

E = F / q, где F — действующая на заряд сила, а q — величина заряда, расположенного в данной точке.

Если нужно выразить силу через напряженность, мы получим следующую формулу:

F = q × E

Направление напряженности электрического поля всегда совпадает с направлением действующей силы. Если взять отрицательный точечный заряд, формулы будут работать аналогично.

Поскольку сила измеряется в ньютонах, а величина заряда — в кулонах, единицей измерения напряженности электрического поля является Н/Кл (ньютон на кулон).

Принцип суперпозиции

Допустим, у нас есть несколько зарядов, которые перекрестно взаимодействуют и образуют общее поле. Чему равна напряженность электрического поля, создаваемого этими зарядами?

Было установлено, что общая сила воздействия на конкретный заряд, расположенный в поле, является суммой сил, действующих на данный заряд со стороны каждого тела. Из этого следует, что и напряженность поля в любой взятой точке можно вычислить, просуммировав напряжения, создаваемые каждым зарядом в отдельности в той же точке (с учетом вектора). Это и есть принцип суперпозиции.

Е = Е₁+ Е₂+ Е₃… + Е_n.

Это правило корректно для любых полей, за некоторыми исключениями. Принцип суперпозиции не соблюдается в следующих случаях:

• расстояние между зарядами очень мало — порядка 10^-15м;

• речь идет о сверхсильных полях с напряженностью более 10²⁰в/м.

Но задачи с такими данными выходят за пределы школьного курса физики.

Напряженность поля точечного заряда

У электрического поля, создаваемого точечным зарядом, есть одна особенность — ввиду малой величины самого заряда оно очень слабо влияет на другие наэлектризованные тела. Именно поэтому такие «точки» используют для исследований.

Но прежде чем рассказать, от чего зависит напряженность электрического поля точечного заряда, рассмотрим подробнее, как взаимодействуют эти заряды.

Закон Кулона

Предположим, в вакууме есть два точечных заряженных тела, которые статично расположены на некотором расстоянии друг от друга. В зависимости от одноименности или разноименности они могут притягиваться либо отталкиваться. В любом случае на эти объекты воздействуют силы, направленные по соединяющей их прямой.

Закон Кулона Модули сил, действующих на точечные заряды в вакууме, пропорциональны произведению данных зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними.

Силу электрического поля в конкретной точке можно найти по формуле: где q₁ и q₂ — модули точечных зарядов, r — расстояние между ними.

В формуле участвует коэффициент пропорциональности k, который был определен опытным путем и представляет собой постоянную величину. Он обозначает, с какой силой взаимодействуют два тела с зарядом 1 Кл, расположенные на расстоянии 1 м.

Важно!

Сила взаимодействия двух точечных зарядов остается прежней при появлении сколь угодно большого количества других зарядов в данном поле.

Учитывая все вышесказанное, напряжение электрического поля точечного заряда в некой точке, удаленной от заряда на расстояние r, можно вычислить по формуле:

Итак, мы выяснили, что называется напряженностью электрического поля и от чего зависит эта величина. Теперь посмотрим, как она изображается графическим способом.

Линии напряженности

Электрическое поле нельзя увидеть невооруженным глазом, но можно изобразить с помощью линий напряженности. Графически это будут непрерывные прямые, которые связывают заряженные объекты. Условная точка начала такой прямой — на положительном заряде, а конечная точка — на отрицательном.

Линии напряженности — это прямые, которые совпадают с силовыми линиями в системе из положительного и отрицательного зарядов. Касательные к ним в каждой точке электрического поля имеют то же направление, что и напряженность этого поля.

При графическом изображении силовых линий можно передать не только направление, но и величину напряженности электрического поля (разумеется, условно). В местах, где модуль напряженности выше, принято делать более густой рисунок линий. Есть и случаи, когда густота линий не меняется — это бывает при изображении однородного поля.

Однородное электрическое поле создается разноименными зарядами с одинаковым модулем, расположенными на двух металлических пластинах. Линии напряженности между этими зарядами представляют собой параллельные прямые всюду, за исключением краев пластин и пространства за ними.

Электростатическое поле, напряженность, силовые линии, их свойства. Принцип суперпозиции, сумма векторов

Тестирование онлайн

Электростатическое поле

Электростатическое поле — это особая форма материи, которая возникает вокруг неподвижного электрического заряда. Это поле нет возможности увидеть, понюхать. Поле можно представить при помощи линий напряженности (силовых линий).

На рисунке видно, какое условное направление имеют силовые линии: начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных. Изображено и то, как линии напряженности распределяются при взаимодействии одноименных и разноименных зарядов.

В реальности силовые линии можно увидеть при помощи железных опилок.

Чем дальше удаляться от заряда, тем меньше сила поля (силовые линии редеют), тем слабее взаимодействуют заряженные тела, посредством создаваемого ими поля.

Поле бывает однородным. В этом случае линии напряженности параллельные.

Поле однородное между пластинами в центре

Напряженность поля

Как оценить силу поля вокруг некоторого заряда? Для этого используют пробный заряд q₀. Пробный заряд — это всегда положительный заряд, его собственное электростатическое поле ничтожно мало, относительно исследуемого поля.

Сила, с которой поле действует на пробный заряд в данной точке поля, называется напряженностью электростатического поля в этой точке

Напряженность поля — векторная величина. Вектора — это касательная к линиям напряженности в данной точке поля. Направлен вектор туда же, куда силовая линия (линия напряженности).

Вектор напряженности в различных точках поля: А, B, C и D

Вектор напряженности в точках 1, 2 и 3

Можно вывести формулу

— напряженность поля точечного заряда q на расстоянии r от него.

Принцип суперпозиции

Если поле создается несколькими зарядами, то напряженность в некоторой точке равна векторной сумме напряженностей каждого из полей в отдельности

Урок 27. напряжённость и потенциал электростатического поля. разность потенциалов — Физика — 10 класс

Физика, 10 класс

Урок 27. Напряжённость и потенциал электростатического поля. Разность потенциалов

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) Теория дальнодействия;

2) Теория близкодействия;

3) Электрическое поле;

4) Скорость электрического поля;

5) Напряжённость электрического поля;

6) Однородное и неоднородное электрическое поле;

7) Принцип суперпозиции полей;

8) Диэлектрическая проницаемость;

9) Электростатическая защита

10) Работа электрического поля;

11) Потенциал и разность потенциалов.

Глоссарий по теме:

Напряжённость — отношение силы, действующей на помещаемый в данную точку поля точечный заряд, к этому заряду.

Потенциал точки электростатического поля -отношение потенциальной энергии заряда, помещённого в данную точку, к этому заряду.

Напряжение – разность потенциалов.

Потенциальное поле – поле, работа которого по перемещению заряда по замкнутой траектории всегда равна нулю.

Напряжённость направлена в сторону убывания потенциала.

Эквипотенциальные поверхности – поверхности равного потенциала.

Свободные заряды — заряженные частицы, способные свободно перемещаться в проводнике под влиянием электрического поля.

Электростатическая индукция – явление разделения зарядов и их распределение по поверхности проводника во внешнем электрическом поле.

Основная и дополнительная литература

Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М. : Просвещение, 2014. – С. 290 – 320.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 9 – 11 класс. М. Дрофа, 1999 – С. 93 — 102

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Согласно идее Фарадея электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создаёт в окружающем пространстве электрическое поле.

Электрическое поле — это особый вид материи, посредством которой происходит взаимодействие зарядов. Скорость распространения электрического поля в вакууме равна 300000 км/с.

Напряжённость Е — силовая характеристика электрического поля.

Электрическое поле, напряженность которого одинакова во всех точках, называется однородным. Поле между параллельными пластинами однородно

Главное свойство электрического поля – это действие его на электрические заряды с некоторой силой.

Напряжённость-это отношение силы, действующей на помещаемый в данную точку поля точечный заряд, к этому заряду.

Если в данной точке пространства различные заряженные частицы создают поля, напряжённости которых Е₁, Е₂, то результирующая напряжённость поля в этой точке равна геометрической сумме напряжённостей этих полей. В этом состоит принцип суперпозиции полей.

Заряд, помещенный в электрическое поле обладает потенциальной энергией.

Потенциалом φ точки электростатического поля называют отношение потенциальной энергии Wn заряда, помещённого в данную точку, к этому заряду q.

Напряжение – это работа, совершаемая полем при перемещении заряда 1Кл.

Примеры и разбор решения заданий

1. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ФОРМУЛЫ
Напряженность
Потенциал
Потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле
Разность потенциалов	qΕd

Решение: вспомнив формулы величин, можем установить:

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ФОРМУЛЫ
Напряженность
Потенциал
Потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле	qΕd
Разность потенциалов

2. В однородном электрическом поле напряжённостью 1 В/м переместили заряд -25 нКл в направлении силовой линии на 2 см. Найти работу поля, изменение потенциальной энергии заряда и напряжение между начальной и конечной точками перемещения.

Решение.

Работа электрического поля при перемещении заряда вдоль силовой линии:

ΔA = — qΕΔd,

при этом изменение потенциальной энергии равно:

Напряжение между начальной и конечной точками перемещения равно:

Вычисления:

ΔA = -25 · 10^-9 Kл · 10³ B/м · 0,02 м = -0,5 мкДж;

Ответ:

§ 2. Напряженность электрического поля, электрическое поле, электрический потенциал и напряжение

Напряженность электрического поля. Физическая природа электрического поля и его графическое изображение. В пространстве вокруг электрически заряженного тела существует электрическое поле, представляющее собой один из видов материи. Электрическое поле обладает запасом электрической энергии, которая проявляется в виде электрических сил, действующих на находящиеся в поле заряженные тела.

Рис. 4. Простейшие электрические поля: а – одиночных положительного и отрицательного зарядов; б – двух разноименных зарядов; в – двух одноименных зарядов; г – двух параллельных и разноименно заряженныx пластин (однородное поле)

Электрическое поле условно изображают в виде электрических силовых линий, которые показывают направления действия электрических сил, создаваемых полем. Принято направлять силовые линии в ту сторону, в которую двигалась бы в электрическом поле положительно заряженная частица. Как показано на рис. 4, электрические силовые линии расходятся в разные стороны от положительно заряженных тел и сходятся у тел, обладающих отрицательным зарядом. Поле, созданное двумя плоскими разноименно заряженными параллельными пластинами (рис. 4, г), называется однородным .
Электрическое поле можно сделать видимым, если поместить в него взвешенные в жидком масле частички гипса: они поворачиваются вдоль поля, располагаясь по его силовым линиям (рис. 5).

Напряженность электрического поля. Электрическое поле действует на внесенный в него заряд q (рис. 6) с некоторой силой F. Следовательно, об интенсивности электрического поля можно судить по значению силы, с которой притягивается или отталкивается некоторый электрический заряд, принятый за единицу. В электротехнике интенсивность поля характеризуют напряженностью электрического поля Е. Под напряженностью понимают отношение силы F, действующей на заряженное тело в данной точке поля, к заряду q этого тела:

E = F / q (1)

Рис. 5. Картина распределения силовых линий электрического поля: а – заряженный шар; б – разноименно заряженные шары; в – разноименно заряженные параллельные пластины

Поле с большой напряженностью Е изображается графически силовыми линиями большой густоты; поле с малой напряженностью — редко расположенными силовыми линиями. По мере удаления от заряженного тела силовые линии электрического поля располагаются реже, т. е. напряженность поля уменьшается (см. рис. 4 а,б и в). Только в однородном электрическом поле (см. рис. 4, г) напряженность одинакова во всех его точках.

Рис. 6. Схема действия электрического поля на внесенный в него электрический заряд q

Электрический потенциал. Электрическое поле обладает определенным запасом энергии, т. е. способностью совершать работу. Как известно, энергию можно также накопить в пружине, для чего ее нужно сжать или растянуть. За счет этой энергии можно получить определенную работу. Если освободить один из концов пружины, то он сможет переместить на некоторое расстояние связанное с этим концом тело. Точно так же энергия электрического поля может быть реализована, если внести в него какой-либо заряд. Под действием сил поля этот заряд будет перемещаться по направлению силовых линий, совершая определенную работу.
Для характеристики энергии, запасенной в каждой точке электрического поля, введено специальное понятие — электрический потенциал. Электрический потенциал ? поля в данной точке равен работе, которую могут совершить силы этого поля при перемещении единицы положительного заряда из этой точки за пределы поля.
Понятие электрического потенциала аналогично понятию уровня для различных точек земной поверхности. Очевидно, что для подъема локомотива в точку Б (рис. 7) нужно затратить большую работу, чем для подъема его в точку А. Поэтому локомотив, поднятый на уровень Н2, при спуске сможет совершить большую работу, чем локомотив, поднятый на уровень Н2 За нулевой уровень, от которого производится отсчет высоты, принимают обычно уровень моря.

Рис. 7. Разность уровней в поле земного тяготения

Рис. 8. Разность потенциалов U между точками А и Б электрического поля определяет работу, которая затрачивается на перемещение заряда q между этими точками

Точно так же за нулевой потенциал условно принимают потенциал, который имеет поверхность земли.
Электрическое напряжение. Различные точки электрического поля обладают разными потенциалами. Обычно нас мало интересует абсолютная величина потенциалов отдельных точек электрического поля, но нам весьма важно знать разность потенциалов ?1—?2 между двумя точками поля А и Б (рис. 8). Разность потенциалов ?1 и ?2 двух точек поля характеризует собой работу, затрачиваемую силами поля на перемещение единичного заряда из одной точки поля с большим потенциалом в другую точку с меньшим потенциалом. Точно так же нас на практике мало интересуют абсолютные высоты Н1и Н2 точек А и Б над уровнем моря (см. рис. 7), но для нас важно знать разность уровней И между этими точками, так как на подъем локомотива из точки А в точку Б надо затратить работу, зависящую от величины Я. Разность потенциалов между двумя точками поля носит название электрического напряжения. Электрическое напряжение обозначают буквой U (и). Оно численно равно отношению работы W, которую нужно затратить на перемещение положительного заряда q из одной точки поля в другую, к этому заряду, т. е.

U = W / q (2)

Следовательно, напряжение U, действующее между различными точками электрического поля, характеризует запасенную в этом поле энергию, которая может быть отдана путем перемещения между этими точками электрических зарядов.
Электрическое напряжение — важнейшая электрическая величина, позволяющая вычислять работу и мощность, развиваемую при перемещении зарядов в электрическом поле. Единицей электрического напряжения служит вольт (В). В технике напряжение иногда измеряют в тысячных долях вольта — милливольтах (мВ) и миллионных долях вольта — микровольтах (мкВ). Для измерения высоких напряжений пользуются более крупными единицами — киловольтами (кВ) — тысячами вольт.
Напряженность электрического поля при однородном поле представляет собой отношение электрического напряжения, действующего между двумя точками поля, к расстоянию l между этими точками:

E = U / l (3)

Напряженность электрического поля измеряют в вольтах на метр (В/м). При напряженности поля в 1 В/м на заряд в 1 Кл действует сила, равная 1 ньютону (1 Н). В некоторых случаях применяют более крупные единицы измерения напряженности поля В/см (100 В/м) и В/мм (1000 В/м).

Напряжённость электрического поля — это… Что такое Напряжённость электрического поля?

Напряжённость электрического поля

        векторная физическая величина (Е), являющаяся основной количественной характеристикой электрического поля; определяется отношением силы, действующей со стороны поля на электрический заряд, к величине заряда (при этом заряд должен быть малым, чтобы не изменять ни величины, ни расположения тех зарядов, которые порождают исследуемое поле). В вакууме Н. э. п. удовлетворяет принципу суперпозиции, согласно которому полная напряжённость поля в точке равна геометрической сумме напряжённостей полей, создаваемых отдельными заряженными частицами. Для электростатического поля Н. э. п. может быть представлена как Градиент электрического потенциала φ; Е = — gradφ. В Международной системе единиц (СИ) Н. э. п. измеряется в единицах в/м.

        

         Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 7 изд., М., 1957; Калашников С. Г., Электричество, М., 1956 (Общий курс физики, т. 2).

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

• Напряжённость магнитного поля
• Напыление

Смотреть что такое «Напряжённость электрического поля» в других словарях:

• Напряжённость электрического поля — Размерность LMT−3I−1 Единицы измерения СИ В/м Примечан …   Википедия

• НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ — (E), векторная характеристика электрического поля, равная отношению силы, действующей на точечный электрический заряд в данной точке пространства, к величине заряда. В СИ измеряется в В/м …   Современная энциклопедия

• напряжённость электрического поля — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN intensity of electric fieldelectric field intensitystrength of… …   Справочник технического переводчика

• Напряжённость электрического поля — Напряженность электрического поля НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (E), векторная характеристика электрического поля, равная отношению силы, действующей на точечный электрический заряд в данной точке пространства, к величине заряда. В СИ… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• напряжённость электрического поля — elektrinio lauko stipris statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. electric field intensity; electric field strength vok. elektrische Feldstärke, f rus. напряжённость электрического поля, f pranc. intensité du champ électrique, f …   Automatikos terminų žodynas

• напряжённость электрического поля — elektrinio lauko stipris statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. electric field strength vok. elektrische Feldstärke, f rus. напряжённость электрического поля, f pranc. intensité du champ électrique, f …   Fizikos terminų žodynas

• напряжённость электрического поля — (Е), основная силовая характеристика электрического поля, равная отношению силы, действующей на точечный электрический заряд в данной точке пространства, к величине заряда. * * * НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ …   Энциклопедический словарь

• НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ — векторная величина Е, характеризующая силовое действие электрич. поля на электрич. заряж. частицы и тела. Н. э. п. равна отношению силы F0, действующей со стороны поля на точечный электрич. заряд Q0, помещённый в рассматриваемую точку поля, к… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ — (t), векторная величина, осн. силовая характеристика электрич. поля, равная отношению силы, действующей to точечный электрич. заряд в данной точке пространства, к величине заряда. Единица СИ В/м …   Естествознание. Энциклопедический словарь

• пробивная напряжённость электрического поля — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN disruptive electric strengthdisruptive electric field strength …   Справочник технического переводчика

НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 22. Москва, 2013, стр. 36-37

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: Ю.  В. Юрьев

НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКОГО ПО́ЛЯ, век­тор­ная фи­зич. ве­ли­чи­на $E$, си­ло­вая ха­рак­те­ри­сти­ка элек­трич. по­ля, чис­лен­но рав­ная от­но­ше­нию си­лы $F$, дей­ст­вую­щей со сто­ро­ны по­ля на проб­ный элек­трич. за­ряд, по­ме­щён­ный в дан­ную точ­ку по­ля, к ве­ли­чи­не это­го за­ря­да $q$: $E=F/q$. Проб­ный за­ряд $q$ дол­жен быть дос­та­точ­но мал, что­бы его элек­трич. по­ле не из­ме­ня­ло рас­по­ло­же­ния за­ря­дов, соз­даю­щих ис­сле­дуе­мое по­ле. На­прав­ле­ние $E$ сов­па­да­ет с на­прав­ле­ни­ем си­лы, дей­ст­вую­щей на по­ло­жи­тель­ный проб­ный за­ряд. Элек­трич. по­ле за­да­ёт­ся рас­пре­де­ле­ни­ем век­то­ров $E$ в ка­ж­дой точ­ке про­стран­ст­ва, по­это­му вме­сто тер­ми­на «Н. э. п.» час­то упот­реб­ля­ют тер­мин «элек­три­че­ское по­ле». Рас­пре­де­ле­ние Н. э. п. в про­стран­ст­ве обыч­но ха­рак­те­ри­зу­ют с по­мо­щью си­ло­вых ли­ний элек­трич. по­ля – ли­ний, ка­са­тель­ные к ко­то­рым в ка­ж­дой точ­ке сов­па­да­ют с на­прав­ле­ни­ем век­то­ра $E$. Си­ло­вые ли­нии элек­трич. по­ля про­во­дят так, что­бы чис­ло си­ло­вых ли­ний, про­хо­дя­щих че­рез еди­нич­ную по­верх­ность, пер­пен­ди­ку­ляр­ную к си­ло­вым ли­ни­ям, бы­ло про­пор­цио­наль­но мо­ду­лю $E$ вбли­зи дан­ной точ­ки. Н. э. п. удов­ле­тво­ря­ет прин­ци­пу су­пер­по­зи­ции, со­глас­но ко­то­ро­му Н. э. п. со­во­куп­но­сти за­ря­дов в не­ко­то­рой точ­ке рав­на гео­мет­рич. сум­ме на­пря­жён­но­стей по­лей, соз­да­вае­мых отд. за­ря­да­ми.

На­пря­жён­ность $E$ мож­но раз­ло­жить на по­тен­ци­аль­ную $E_п$ и вих­ре­вую (со­ле­нои­даль­ную) $E_в$ ком­по­нен­ты (см. Мак­свел­ла урав­не­ния). Для по­тен­ци­аль­ной ком­по­нен­ты: $\text{rot}\:E_п=0,\; E_n=-\text{grad}\:\varphi$,  где $\varphi$  – элек­трич. по­тен­ци­ал. Для вих­ре­вой ком­по­нен­ты: $\text{div}\:E_в=0$, $E_в=–𝜕A/𝜕t$, где $A$ – век­тор­ный по­тен­ци­ал. $E_п$ со­зда­ёт­ся элек­трич. за­ря­да­ми, и со­от­вет­ст­вую­щие ей си­ло­вые ли­нии на­чи­на­ют­ся на по­ло­жи­тель­ных и за­кан­чи­ва­ют­ся на от­ри­ца­тель­ных элек­трич. за­ря­дах. Так, напр., элек­тро­ста­тич. по­ле (элек­трич. по­ле не­под­виж­ных элек­трич. за­ря­дов) име­ет толь­ко по­тен­ци­аль­ную ком­по­нен­ту. Компонента $E_в$ воз­ни­ка­ет при из­ме­не­нии во вре­ме­ни век­то­ра маг­нит­ной ин­дук­ции $B$, и со­от­вет­ст­вую­щие ей си­ло­вые ли­нии яв­ля­ют­ся замк­ну­ты­ми. Напр., элек­трич. по­ле сво­бод­но рас­про­стра­няю­щей­ся элек­тро­маг­нит­ной вол­ны име­ет толь­ко вих­ре­вую ком­по­нен­ту. Под Н. э. п. в сре­де по­ни­ма­ют Н. э. п., ус­ред­нён­ную по фи­зи­че­ски ма­ло­му объ­ё­му (со­дер­жа­ще­му боль­шое чис­ло ато­мов сре­ды, но од­но­род­но­му по фи­зич. свой­ст­вам).

Еди­ни­ца из­ме­ре­ния Н. э. п. в СИ – вольт на метр (В/м).

Что такое напряженность электрического поля?

К

Напряженность электрического поля — это количественное выражение напряженности электрического поля в определенном месте. Стандартная единица измерения — вольт на метр (в / м или в · м ^-1 ). Напряженность поля 1 В / м представляет собой разность потенциалов в один вольт между точками, расположенными на расстоянии одного метра.

Любой электрически заряженный объект создает электрическое поле. Это поле влияет на другие заряженные объекты поблизости.Напряженность поля на определенном расстоянии от объекта прямо пропорциональна электрическому заряду в кулонах на этом объекте. Напряженность поля обратно пропорциональна расстоянию от заряженного объекта. Кривая зависимости напряженности поля от расстояния является прямой обратной функцией, а не функцией обратных квадратов, поскольку напряженность электрического поля указывается в терминах линейного смещения (на метр), а не площади поверхности (на квадратный метр).

Альтернативным выражением для напряженности электрического поля является плотность электрического потока.Это относится к количеству линий электрического потока, проходящих ортогонально (под прямым углом) через заданную площадь поверхности, обычно квадратный метр (1 м ² ). Плотность электрического потока, как и напряженность электрического поля, прямо пропорциональна заряду на объекте. Но плотность потока уменьшается с расстоянием по закону обратных квадратов, потому что она определяется в терминах площади поверхности (на квадратный метр), а не линейного смещения (на метр).

Иногда напряженность электромагнитного поля (ЭМ-поля) определяется в терминах напряженности его составляющей электрического поля.Это делают инженеры и ученые, когда говорят о напряженности радиочастотного поля в определенном месте, создаваемой такими источниками, как удаленные передатчики, небесные объекты, линии высокого напряжения, компьютерные дисплеи или микроволновые печи. В этом контексте напряженность электрического поля обычно указывается в микровольтах на метр (мкВ / м или мкВ · м ^-1 ), нановольтах на метр (нВ / м или нВ · м ^-1 ) или пиковольтах на метр ( пВ / м или пВ · м ^-1 ). Соотношение между этими единицами показано в таблице.

Установка	Чтобы преобразовать в об / м, умножьте на:	И наоборот, умножаем на:
в / м	1	1
мкВ / м	10 -6	10 6
нВ / м	10 -9	10 9
пВ / м	10 -12	10 12

См. Также: SI (Международная система единиц).

Последнее обновление: июль 2015 г.

Продолжить чтение о напряженности электрического поля

Веб-сайт Open Door: IB Физика: ПРОЧНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Сила Действие Между двумя электрическими зарядами: закон Кулона
Сила между двумя зарядами составляет непосредственно пропорционально их величине и обратно пропорционально на квадрат расстояния между ними.
Математически мы запишем это как
и сложив два утверждения вместе, мы получим
Значение константы зависит от среды , в которой находятся заряды
По причинам стандартизации физических формул * константа написана несколько неожиданным образом.
Записывается как
где ε — константа, характеризующая среду. Он называется . диэлектрическая проницаемость среды.
Таким образом, мы имеем
Учитывая единицы других величин в Из приведенного выше уравнения мы видим, что единицы диэлектрической проницаемости должны быть N -1 C 2 м -2
Однако такая комбинация единиц обычно записывается в фарадах на метр, Fm -1 (где 1F = 1VC -1 )
Если «среда» — это вакуум, то символ ε o .Значение ε o составляет 8,8510 -12 FM — 1
* Было решено, что уравнения, описывающие ситуации где есть сферическая симметрия, как в этом случае, (где возможно) имеют член 4π в их. Аналогично, если есть цилиндрическая симметрия, 2π появляется.
Относительная диэлектрическая проницаемость (или диэлектрическая постоянная)
Диэлектрическая проницаемость материала всегда больше чем диэлектрическая проницаемость пустого пространства.
Относительная диэлектрическая проницаемость материала — это отношение от его абсолютной диэлектрической проницаемости до диэлектрической проницаемости пустого пространства
и это, конечно, число без единиц (представляет собой соотношение двух величин, имеющих одинаковые единицы измерения).
Напряженность электрического поля, E
Напряженность электрического поля при точка в электрическом поле — это сила на единицу заряда воздействуя на небольшой положительный испытательный заряд , помещенный в этот точка.
(Вы можете увидеть немного другое определение: » сила, действующая на единичный положительный заряд ». Это сводится к то же самое, конечно, но приведенное выше определение пытается быть немного более «практичный» … основная единица заряда, кулон, — очень большое количество заряда.)
В качестве уравнения это определение
Агрегаты E поэтому NC -1 и смысл E определяется как сила, действующая на положительный заряд (как указано в определении).»+» Добавляется к уравнению здесь как напоминание об этом факте, но обычно его упускают.
Из определения должно быть ясно, что E — это вектор , величина .
Напряженность электрического поля на расстоянии r от Точечный заряд величины Q
Для расчета напряженности поля в точке p представьте себе 1С (положительный) заряд должен быть помещен в p, а затем использовать закон Кулона.
Таким образом, мы имеем

Эпизод 408: Напряженность поля и энергия

Этот эпизод знакомит с тремя вышеупомянутыми величинами электрического поля. Здесь должно помочь знакомство студентов с эквивалентными концепциями в гравитационном поле. Основное различие состоит в том, что из-за отталкивания, определяя нуль потенциала как на бесконечности, мы можем иметь положительные потенциалы и положительные энергии в электрическом поле, тогда как они всегда отрицательны в (исключительно притягивающем) гравитационном поле.

Краткое содержание урока

• Обсуждение: Напряженность поля (5 минут)
• Рабочие примеры: Напряженность поля (10 минут)
• Обсуждение: Энергия и потенциал (15 минут)
• Демонстрация: потенциал вокруг заряженной сферы (30 минут)
• Обсуждение: напряженность поля и градиент потенциала (10 минут)
• Рабочие примеры: Неоднородное электрическое поле (25 минут)

Обсуждение: Напряженность поля

Напомним: как определяется напряженность поля в точке гравитационного поля? (Как сила, приходящаяся на единицу массы, размещенную в этой точке поля — с единицами измерения, следовательно, N кг ^-1 . )

Каким же тогда был бы естественный способ распространить это определение на электрическое поле? (Как сила на единицу заряда. Таким образом, это будет иметь единицы N C ^-1 .)

Таким образом, мы определяем напряженность электрического поля в точке поля как:

E = F Q

, где E — напряженность электрического поля (N C ^-1 )

F — это сила заряда Q в этой точке, если поле

Важные примечания:

• Напряженность поля — это свойство поля , а не конкретный заряд, который там помещается.Например, в точке, где напряженность поля составляет 2000 Н · С ^-1 , заряд 1 Кл будет ощущать силу 2000 Н, тогда как заряд 1 мкКл будет ощущать силу 2 Н; та же напряженность поля, но разные силы из-за разных зарядов.
• Напряженность поля — это векторная величина. По соглашению, это указывает направление, в котором положительный заряд, помещенный в эту точку поля, будет ощущать силу.

Как будет объяснено в следующем эпизоде, единица измерения напряженности электрического поля также может быть выражена в вольтах на метр, В м ^-1 .

Теперь, для неоднородного поля, вызванного точечным (или сферическим) зарядом, мы можем использовать закон Кулона, чтобы найти выражение для напряженности поля. Рассмотрим силу, воспринимаемую зарядом q в поле другого заряда Q , где заряды разделены расстоянием r :

F = kQq r ²

по закону Кулона.

Но E = F q и так

E = kQ r ²

Это наш результат для напряженности поля на расстоянии r от (точечного или сферического) заряда Q .

Рабочие примеры: Напряженность поля

Эпизод 408-1: Напряженность поля (Word, 31 КБ)

Обсуждение: Энергия и потенциал

Теперь перейдем к рассмотрению энергии. Опять же, как и в случае с гравитацией, мы решили определить нуль энергии на бесконечности. Однако из-за наличия отталкивания у нас есть возможность как положительных значений энергии, так и отрицательных.

Рассмотрим перенос положительного заряда q из бесконечности к фиксированному положительному заряду Q .Из-за отталкивания между зарядами мы должны поработать над q , чтобы приблизить его к Q . Эта работа сохраняется в электрическом поле вокруг заряда q . То же самое применимо, если бы оба заряда были отрицательными из-за их взаимного отталкивания. Следовательно, в обоих случаях энергия q увеличивается (от нуля) по мере приближения к Q ; т.е. энергия заряда q положительна.

Если Q и q имеют противоположные знаки, однако они притягиваются друг к другу, и теперь потребуется работа, чтобы разделить их.Эта работа сохраняется в электрическом поле вокруг заряда q , и поэтому энергия q увеличивается (до нуля) по мере увеличения их разделения; т.е. энергия q отрицательна.

С помощью интегрирования мы можем использовать закон Кулона, чтобы найти энергию q в поле Q . Окончательное выражение получается как:

энергия, E _E = k Q q r

где r — разделение сборов. E _E измеряется в джоулях, Дж.

Примечания к этому выражению:

Учитывая проделанную работу, если q были зафиксированы, а Q были подняты из бесконечности, должно быть ясно, что это выражение является энергией одного заряда в поле другого.

Это выражение действительно для неоднородного поля вокруг точечных или сферических зарядов.

Определяя энергию равной нулю на бесконечности, это выражение дает нам абсолютные значения энергий.Различия мы можем учесть как изменение в:

Δ E _E = k Q q (1 r ₁ — 1 r ₂ ).

Чтобы получить правильное значение E _E , необходимо включить в это выражение знак зарядов. Таким образом, два положительных или два отрицательных заряда дают положительные значения E _E , тогда как противоположные заряды дают отрицательные значения E _E , как и следовало ожидать из нашего обсуждения выше.

Теперь мы можем перейти к обсуждению потенциала. В гравитационном поле потенциал в точке определялся как энергия на единицу массы в этой точке. Таким образом, естественное расширение электрических полей — это энергия на единицу заряда:

.

В = E _E Q

V , следовательно, измеряется в джоулях на кулон, J C ^-1 , у которого есть альтернативное и более знакомое название вольт, V. (Студенты иногда беспокоятся о том, что потенциал имеет символ V и его Единица измерения также V для вольт — из контекста ясно, какой V используется, но помните о возможности путаницы).

Заметим еще раз, что потенциал — это свойство поля, а не отдельный заряд, помещенный в него. Таким образом, в точке поля, где потенциал составляет 500 В, заряд 1 мкКл имеет энергию 0,5 Дж, тогда как заряд 1 Кл имеет энергию 500 Дж. заставить в поле).

Для неоднородного поля вокруг точечного заряда приведенное выше выражение для E _E дает простое выражение для потенциала.Потенциал на расстоянии r от точечного или сферического заряда Q определяется выражением:

Обратите внимание, что это дает положительные или отрицательные значения для потенциала в зависимости от того, является ли Q положительным или отрицательным. (Помните, однако, что отрицательный заряд, помещенный там, где есть отрицательный потенциал, будет иметь положительную энергию, как и ожидалось, из-за отталкивания двух отрицательных зарядов).

Для неоднородного поля вокруг точечного заряда приведенное выше выражение для E _E дает простое выражение для потенциала.Потенциал на расстоянии r от точечного или сферического заряда Q определяется выражением:

V = kQr

Обратите внимание, что это дает положительные или отрицательные значения для потенциала в зависимости от того, является ли Q положительным или отрицательным. (Помните, однако, что отрицательный заряд, помещенный там, где есть отрицательный потенциал, будет иметь положительную потенциальную энергию, как и ожидалось, из-за отталкивания двух отрицательных зарядов).

Демонстрация: потенциал вокруг заряженной сферы

Исследование электрического потенциала около заряженной сферы.Для этого используется зонд пламени; очень важно попрактиковаться в использовании этого перед демонстрацией перед классом.

Эпизод 408-2: Потенциал возле заряженной сферы (Word, 102 КБ)

Эпизод 409-2: Конструкция датчика пламени (Word, 237 КБ)

Обсуждение: Напряженность поля и градиент потенциала

Как и в случае с гравитационным полем, существует глубокая и важная связь между скоростью, с которой изменяется потенциал в поле, и его напряженностью.Проще говоря, напряженность поля равна отрицательной скорости изменения потенциала:

E = — Δ E _E изменение расстояния

Знак минус снова является пережитком более точного векторного уравнения — он указывает направление напряженности поля. На приведенной ниже диаграмме показан график потенциала вокруг положительного заряда, а два нарисованных градиента показывают, где поле высокое, а где оно низкое. (Обратите внимание, что оба этих градиента отрицательны.Это даст положительную напряженность поля к

.

E = — Δ V Δ r , что указывает на то, что поле действует в положительном направлении x , что и происходит. Это то, что подразумевалось под знаком минус, являющимся пережитком более точного векторного уравнения).

Теперь мы также можем понять, почему проводник является эквипотенциальной поверхностью. Внутри проводника не может быть электрического поля — если бы оно существовало, заряды чувствовали бы силу и перемещались бы таким образом, чтобы уменьшить поле.В какой-то момент достигается равновесие и поле равно нулю. Если поле равно нулю, то градиент потенциала должен быть равен нулю, т. Е. Проводник является эквипотенциальной поверхностью.

Теперь также должно быть ясно, почему эквипотенциальные поверхности расходятся дальше при уменьшении напряженности поля, как это было видно на диаграммах в эпизоде ​​1, и почему напряженность поля может быть указана в единицах В · м ^-1 .

Рабочие примеры: Неоднородное электрическое поле

Эпизод 408-3: Неоднородные электрические поля (Word, 34 КБ)

15.2: Электрические поля — K12 LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Электрическое поле
2. Резюме
3. Обзор
4. Узнать больше
5. Дополнительные ресурсы

Рисунок 15.2.1

Плазменный шар, такой как тот, что изображен выше, заполнен смесью благородных газов и имеет высокий -электрод напряжения в центре.Линии закрутки — это линии электрического разряда, которые соединяются от внутреннего электрода к внешнему стеклянному изолятору. Когда руку кладут на поверхность земного шара, весь электрический разряд проходит прямо в эту руку.

Электрическое поле

Закон Кулона дает нам формулу для вычисления силы, действующей на один заряд другим зарядом. Однако в некоторых случаях испытательный заряд испытывает электрическую силу без видимой причины. То есть, как наблюдатели, мы не можем увидеть или обнаружить исходный заряд, создающий электрическую силу.Майкл Фарадей решил эту проблему, разработав концепцию электрического поля . Согласно Фарадею, заряд создает вокруг себя электрическое поле во всех направлениях. Если второй заряд помещается в какую-то точку поля, второй заряд взаимодействует с полем и испытывает электрическую силу. Таким образом, мы наблюдаем взаимодействие между пробным зарядом и полем, и вторая частица на некотором расстоянии больше не нужна.

Напряженность электрического поля определяется точка за точкой и может быть определена только по наличию испытательного заряда. Когда положительный тестовый заряд q _t , помещается в электрическое поле, поле оказывает на заряд силу. Напряженность поля можно измерить, разделив силу на заряд испытательного заряда. Напряженность электрического поля обозначается символом E, а ее единица измерения — ньютоны / кулон.

E = F _{на qt} / q _t

Пробный заряд можно перемещать из одного места в другое в пределах электрического поля до тех пор, пока все электрическое поле не будет отображено в единицах напряженности электрического поля .

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Положительный испытательный заряд 2,0 × 10–5 Кл помещают в электрическое поле. Сила, действующая на испытательный заряд, составляет 0,60 Н. Какова напряженность электрического поля в месте нахождения испытательного заряда?

Решение

E = F / q = 0,60 N / 2,0 × 10 ⁻⁵ C = 3,0 × 10 ⁴ N / C

Запустите симуляцию хоккея ниже и попробуйте использовать электрическое поле, чтобы помочь вам забить гол:

Сводка

• Электрическое поле окружает каждый заряд и действует на другие заряды поблизости.
• Напряженность электрического поля обозначается символом E и измеряется в ньютонах / кулонах.
• Уравнение для напряженности электрического поля: E = F / q.

Обзор

1. Вес протона составляет 1,64 × 10 ⁻²⁶ Н. Заряд протона равен + 1,60 × 10 ⁻¹⁹ С. Если протон находится в однородном электрическом поле так, что электрическая сила на протоне протон просто уравновешивает свой вес, каковы величина и направление поля?
2. Отрицательный заряд 2.0 × 10 ^-8 C испытывает силу 0,060 Н вправо в электрическом поле. Какова величина и направление поля?
3. Положительный заряд 5,0 × 10 ^–4 Кл находится в электрическом поле, которое оказывает на него силу 2,5 × 10 ^–4 Н. Какова величина электрического поля в месте нахождения заряда?
4. Если вы определили напряженность электрического поля в поле с помощью тестового заряда 1,0 × 10 ⁻⁶ Кл, а затем повторили процесс с тестовым зарядом 2. 0 × 10 ⁻⁶ C, будут ли силы на зарядах одинаковыми? Вы бы нашли значение для E?

Узнать больше

Используйте этот ресурс, чтобы ответить на следующие вопросы.

1. Что означает, когда сила называется бесконтактной силой?
2. Какой символ используется для обозначения напряженности электрического поля?
3. Какая связь между направлением электрического поля и направлением электрической силы?

Дополнительные ресурсы

Учебное пособие: Учебное пособие по электростатике

Применение в реальном мире: использование статического самодельного статического электричества

Интерактивный: сенсорный экран

Видео:

Напряженность электрического поля | S-cool, сайт доработки

Это определяется как сила на единицу заряда, действующая в точке поля.Итак, уравнение для него:

Где: .

E = напряженность электрического поля

F = действующая сила в ньютонах

q = заряд в кулонах

Единицы E: NC ^-1 или Vm ^-1 (это одно и то же !!)

Есть еще один особый пример, который вам также необходимо знать:

Это однородное поле .Напряженность поля в любой точке этого поля:

где .

V = pd между пластинами

d = расстояние между пластинами.

Напряженность поля — это вектор — у него есть направление, а также величина.

Это важно помнить, потому что в электрических полях напряженность поля может действовать в разных направлениях из-за разных знаков заряда.

Особенно полезное уравнение для определения напряженности поля вокруг точечного заряда (примечание — первые изображения представляют собой участок диаграммы поля, состоящий из точечных и зарядов):

где .

Q = заряд, вызывающий поле

r = расстояние между зарядом и рассматриваемой точкой

ε = диэлектрическая проницаемость (примечания см. Ниже).

Вы также можете записать это как

Это показывает, что:

1. E ∝ Q — чем больше заряд, тем сильнее поле.
2. E ∝ — еще одно соотношение обратных квадратов. Чем дальше вы находитесь от заряда, тем слабее поле.
3. Константа пропорциональности . Теперь это число меняется в зависимости от того, в чем находится поле. Например, электрическое поле в воде имеет свойства, отличные от поля в вакууме. Итак, для каждой среды вам нужно значение e, диэлектрическая проницаемость . Чаще всего на уровне A используется e ₀ , диэлектрическая проницаемость вакуума, которая почти в точности совпадает с диэлектрической проницаемостью для воздуха.

Пример: .

Какова напряженность поля в точке 2 см от заряда 2 x 10 ^-6 C в воздухе?

(= 9 x 10 ⁹ мФ ^-1 )

Ответ: .

Лекция 3

Лекция 3 Сводка

• Электрические заряды
• Закон Кулона
• Электрические поля

• Электрическое поле


• непрерывное распределение заряда
• линейный заряд λ
• поверхностный заряд σ
• объемный заряд ρ _e
• Практика:
  Попробуйте дополнительный пример:
Пример # 4

• Подготовить:
  Прочитать разделы с 22-4 по 22-6 учебника перед следующей лекцией

pop4 19.qq.5
Оцените величины электрического поля в точках A , B и C в фигура.
1. C > B > A
2. B = A > C
3. C > A = B
4. A > B > C
5. B > A > C
Ответ

gc6 16.32
Электрическое поле на полпути между двумя равными, но противоположными точечными зарядами составляет 745 Н / Кл, а расстояние между зарядами составляет 16,0 см. Какова величина заряда на каждом?
А. 3.31 × 10 ⁻⁹ C
Б. 2,65 × 10 ⁻¹⁰ С
С. 4,14 × 10 ⁻⁶ С
D. 3.02 × 10 ⁸ C
Ответ

сб5 23,44
Какое поле требуется для остановки электронов с энергией 1,60 × 10 ⁻¹⁷ Дж на расстоянии 10?0 см?
A. 1.0 N / C
Б. 10 Н / Д
С. 100 н / д
D. 1000 N / C
Ответ

Walker5e EYU 19,5
Силовые линии электрического поля для системы из двух зарядов показаны ниже. Что из следующего может быть правильные обвинения 1 и 2?
A. q ₁ = +32 мкКл, q ₂ = -16 мкКл
B. q ₁ = -32 мкКл, q ₂ = +16 мкКл
С. q ₁ = −16 мкКл, q ₂ = +32 мкКл
D. q ₁ = −16 мкКл, q ₂ = −32 мкКл
Ответ

4. A > B > C

Поле наиболее сильное там, где линии наиболее близко расположены.

Б. 2.65 × 10 ⁻¹⁰ С

D. 1000 N / C

Б. q ₁ = −32 µC, q ₂ = +16 µC

Линии электрического поля сходятся к заряду 1 и от 2, что означает заряд 1 отрицательный, а заряд 2 положительный. Потому что к заряду 1 подключено в два раза больше линий, чем там связаны с зарядом 2, величина q ₁ должна быть вдвое больше величины q ₂ .

Сравнение электрического поля и магнитного поля — разница и сравнение

Область вокруг магнита, в которой действует магнитная сила, называется магнитным полем. Он производится движущимися электрическими зарядами. Наличие и сила магнитного поля обозначается «линиями магнитного потока». Направление магнитного поля также указано этими линиями. Чем ближе линии, тем сильнее магнитное поле, и наоборот. Когда частицы железа помещаются над магнитом, хорошо видны силовые линии. Магнитные поля также генерируют энергию в частицах, которые с ними соприкасаются. Электрические поля генерируются вокруг частиц, несущих электрический заряд.Положительные заряды притягиваются к нему, а отрицательные — отталкиваются.

Движущийся заряд всегда имеет как магнитное, так и электрическое поле, и именно по этой причине они связаны друг с другом. Это два разных поля с почти одинаковыми характеристиками. Следовательно, они взаимосвязаны в поле, называемом электромагнитным полем. В этом поле электрическое поле и магнитное поле движутся под прямым углом друг к другу. Однако они не зависят друг от друга.Они также могут существовать независимо. Без электрического поля магнитное поле существует в постоянных магнитах, а электрические поля существуют в форме статического электричества в отсутствие магнитного поля.

Таблица сравнения

Сравнительная таблица электрического поля и магнитного поля

	Электрическое поле	Магнитное поле
Природа	Создано вокруг электрического заряда	Создан вокруг движущегося электрического заряда и магнитов
Единицы	Ньютон на кулон, вольт на метр	Гаусс или Тесла
Сила	Пропорционально электрическому заряду	Пропорционально заряду и скорости электрического заряда
Движение в электромагнитном поле	Перпендикулярно магнитному полю	Перпендикулярно электрическому полю
Электромагнитное поле	Генерирует VARS (емкостное)	Поглощает VARS (индуктивно)
Полюс	Монополь или диполь	Диполь

Что такое электрические и магнитные поля?

На веб-сайте Puget Sound Energy (PSE) приведены объяснения электрических и магнитных полей, что они собой представляют и как они создаются:

Магнитные поля создаются всякий раз, когда есть электрический ток. Это также можно представить как поток воды в садовом шланге. По мере увеличения протекающего тока уровень магнитного поля увеличивается. Магнитные поля измеряются в миллигауссах (мГс).

Электрическое поле возникает везде, где присутствует напряжение. Электрические поля создаются вокруг приборов и проводов везде, где есть напряжение. Вы можете представить себе электрическое напряжение как давление воды в садовом шланге — чем выше напряжение, тем сильнее напряженность электрического поля.Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метр (В / м). Сила электрического поля быстро уменьшается по мере удаления от источника. Электрические поля также могут быть экранированы многими объектами, такими как деревья или стены здания.

Природа

Электрическое поле — это, по сути, силовое поле, которое создается вокруг электрически заряженной частицы. Магнитное поле создается вокруг постоянного магнитного вещества или движущегося электрически заряженного объекта.

движения

В электромагнитном поле направления движения электрического и магнитного полей перпендикулярны друг другу.

Шт.

Единицы измерения напряженности электрического и магнитного поля также различаются. Сила магнитного поля представлена ​​либо гауссом, либо тесла. Напряженность электрического поля выражается в Ньютонах на кулон или в вольтах на метр.

Сила

Электрическое поле на самом деле представляет собой силу на единицу заряда, испытываемую неподвижным точечным зарядом в любом заданном месте внутри поля, тогда как магнитное поле обнаруживается силой, которую оно оказывает на другие магнитные частицы и движущиеся электрические заряды.

No related posts.