Электрическое поле и его свойства: Электрическое поле. Свойства электрического поля. — Студопедия — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Основные свойства электрического поля и его характеристики: напряженность, потенциал, индукция

Электрическим полем называется материя, обеспечивающая взаимодействие электрических зарядов в нем. Оно может быть порождено как электрическим зарядом, так и изменяющимся магнитным потоком. В первом случае оно называется электростатическим, во втором — вихревым. Без этого поля не может возникнуть электрический ток, но чтобы знать, как он возникает, следует ознакомиться с основными характеристиками электрческого поля.

Природа явления

Глазами электрическое поле увидеть невозможно: его можно обнаружить по его действию на заряженные тела. При этом такое воздействие не требует прямого касания носителей потенциала, но имеет силовую природу. Так, наэлектризованные волосы будут тянуться к другим предметам.

Наблюдение за электрическими полями показывает, что они работают аналогично гравитационным. Описывается это законом Кулона, который в общем виде выглядит так:

F = q₁ q₂ / 4 π ε ε₀ r ²,

где q₁ и q₂ — величины зарядов в кулонах, ε — диэлектрическая проницаемость среды, ε₀ — электрическая постоянная, равная 8,854*10⁻¹² Ф/м, r — расстояние между зарядами в метрах, а F — сила, с которой заряды взаимодействуют, в ньютонах.

Таким образом, чем дальше от центра, тем меньше будет ощущаться воздействие поля.

Отобразить поле графически можно в виде силовых линий. Их расположение будет зависеть от геометрических характеристик носителя. Различают два вида полей:

Однородное, когда силовые линии расположены параллельно друг другу. Идеальный случай — это бесконечные параллельные заряженные пластины.
Неоднородное, частный случай которого — поле вокруг точечного или сферического заряда; его силовые линии расходятся радиально от центра, если он положительный, и к центру, если отрицательный.

Силовые линии электрического поля, индуцированного электрическим зарядом, незамкнуты. Замкнуты они только у вихревого поля, которое формируется вокруг изменяющегося магнитного потока.

Таковы основные свойства электрического поля. Чтобы ознакомиться с его характеристиками, стоит рассмотреть простейший вариант — электростатическое, которое формируется постоянными и неподвижными зарядами. Для удобства они будут точечными, чтобы их контуры не усложняли расчеты. Пробный заряд, который тоже будет фигурировать в дальнейшем, тоже будет точечным и бесконечно малым.

<center><ins class="lazy lazy-hidden adsbygoogle" style="display:block; text-align:center;" data-ad-layout="in-article" data-ad-format="fluid" data-ad-client="ca-pub-1812626643144578" data-ad-slot="4491286225"></ins> <script>(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});</script></center>

Основные характеристики

Их можно описать при помощи математических закономерностей, а некоторые — выразить графически. Последние характеристики являются векторными, то есть имеющими направление. Это важно, поскольку при решении практических задач часто приходится оперировать не модулем величины, а проекцией вектора на какую-либо выбранную ось.

Основными параметрами поля являются:

напряженность;
потенциал;
индукция.

Напряженность поля

Это силовая характеристика электрического поля. Величина это векторная, и она характеризует силу, с которой поле воздействует на заряд в конкретной точке. Математически это выражается так:

Ē = F̄/q.

Если подставить сюда формулу закона Кулона, то получим:

Ē = q₀ / 4 π ε ε₀ r ².

Таким образом, в каждой точке поля его напряженность разная, и зависит она от заряда, который оно создает, условий среды и величине, обратно пропорциональной квадрату расстояния до точки.

Если поле создано двумя зарядами, то результирующая напряженность рассчитывается графически — при помощи сложения векторов напряженностей от каждого отдельного источника. Этот способ получил название принципа суперпозиции.

Потенциалы и их разность

Электрическое поле способно совершать работу. Если пробный заряд передвигать в поле, то работа, выполненная эл. полем, будет зависеть от начального и конечного расстояние от пробного заряда до центра эл. поля. Сравнить это можно с человеком, который собрался прыгать с крыши. Пока он находится на высоте десятого этажа, его потенциальная энергия будет равна:

W = -GMm / Rr.

Или если учесть соразмерность земли и человека:

W = mgh.

Пока человек не прыгнул, он обладает потенциальной энергией. Когда же он, наконец, упадет, гравитационное поле совершит работу, численно равную вышеуказанной величине. При этом не учитывается горизонтальное перемещение — эту работу совершал сам покойный.

Электрическое поле работает сходным образом. Пробный заряд q₁, помещенный в него, обладает потенциальной энергией:

W = q₁ q₀ / 4 π ε ε₀ r.

При перемещении в другую точку, когда расстояние r будет иным, поле совершит работу, равную:

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

Если из обоих слагаемых выделить параметр, который относится непосредственно к полю, а не к пробному заряду, он будет выглядеть так:

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

И вот это φ и называется потенциалом поля в точке. Исходя из всех написанных выше формул, можно выразить эту величину так:

φ ₁ = W₁ / q₁; φ₂ = W₂ / q₁.

Таким образом, работа, которую совершит поле, будет выражена следующим образом:

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

Выражение в скобках будет называться разностью потенциалов, или напряжением. Она показывает, какую работу совершит поле по перемещению пробного заряда.

A/q = (φ₁ — φ₂).

Единица этой величины, Дж/Кл, получила название Вольт, в честь ученого Алессандро Вольта. От этой единицы отсчитывают размерность и других величин в электростатике и электродинамике. Например, напряженность поля измеряется в В/м.

Электрическая индукция

Эта величина характеризует электрическое поле, что называется, в чистом виде. В реальности мы имеем дело с полем в различных средах, имеющих определенную диэлектрическую проницаемость. Несмотря на то что для большинства веществ это табличная величина, в ряде случаев она непостоянна, а ее зависимость от параметров среды (температура, влажность и т. д. ) нелинейна.

Такое явление характерно для сегнетовой соли, титаната бария, ниобата лития и ряда других.

Электрическая индукция измеряется в Кл/м ², и ее величина выражается формулой:

D = ε ε₀ E.

Это тоже векторная величина, направление которой совпадает с направлением напряженности.

Статическое и вихревое поле

Как упоминалось в начале статьи, электрическое поле может возникать вокруг переменного магнитного поля. Оно даже создает ток, что может быть достигнуто двумя путями:

изменением интенсивности магнитного поля, проходящего сквозь контур проводника в нем;
изменением положения самого проводника.

При этом проводнику вовсе не обязательно быть замкнутым — ток в нем все равно будет течь.

Для иллюстрации отличий статического и вихревого поля можно составить таблицу.

Параметр	Электростатическое	Вихревое
форма силовых линий	разомкнутые	замкнутые
чем создается	неподвижным зарядом	переменным магнитным потоком
источник напряженности	заряд	отсутствует
работа по перемещению в замкнутом контуре	нулевая	создает ЭДС индукции

Нельзя сказать, что первое и второе поле никак между собой не связаны. Это не так. В реальности работает такая закономерность: неподвижный заряд создает электростатическое поле, которое движет заряд в проводнике; движущийся заряд порождает постоянное магнитное поле. Если заряд движется с непостоянной скоростью и направлением, то магнитное поле становится переменным и создает вторичное электрическое. Таким образом, электрическое поле и его характеристики влияют на возможность возникновения магнитного и его параметры.

Электрическое поле и его свойства

2014-05-22

Перед тем, как начать рассмотрение электрического поля и его свойств, вспомним, что вы изучали ранее. Из курса физики 7 и 9 классов вы узнали, что все тела, которые нас окружают; состоят из атомов, а атомы могут объединяться в молекулы. В состав всех без исключения атомов (и молекул) входят так называемые элементарные частицы — маленькие частицы вещества, имеющие электрические заряды, электроны и протоны: электроны имеют отрицательный заряд, а протоны — такой же по значению, но позитивный.

Электрон (с греч. — Янтарь, янтарь) — стабильная элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом е = -1,6021892 (46) 10-19 Кл и массой me = 9,1095 10-31 кг.

Теперь вспомним свойства заряженных тел. Зарядим натиранием о мех эбонитовую палочку и подвесим ее на нитке. Если поднести к ней так же заряженную другую эбонитовую палочку (рис. 1), то они будут отталкиваться друг от друга. Если же заряженной эбонитовой палочки преподнести заряженную трением о шелк или сухую бумагу стеклянную палочку, то палочки будут привлекаться друг к другу (рис. 2).

Итак, одноименно заряженные тела отталкиваются, а разноименно заряженные тела притягиваются.

Если заряженные тела отталкиваются или притягиваются, то говорят, что они взаимодействуют между собой. Вспомним закон взаимодействия, экспериментально открыт в XVIII веке французским ученым Ш. Кулоном. Сила взаимодействия двух заряженных неподвижных тел, размерами которых можно пренебречь. Рассмотрим подробнее само явление электрического взаимодействия. Закрепим металлический шар на стержне электрометра (рис. 3) и зарядим ее от эбонитовой палочки, потертой мехом. Стрелка отклонится от положения равновесия, это покажет, что шар имеет электрический заряд. Подвесим на тонкой нити легкую, изготовленную из фольги, гильзу и начнем поднимать ее к шару. На определенном расстоянии заметим, что гильза притягивается к шару, в результате чего нить отклонится от вертикального положения.

Наше воображение привыкла к тому, что действие одного тела на другое происходит вследствие непосредственного контакта между ними. Так, вагон начнет двигаться только тогда, когда локомотив будет тянуть или толкать его. Мяч изменит направление движения в тот момент, когда прикоснется к ноге футболиста или стойки ворот.

Каков же механизм взаимодействия заряженных тел? Ответ на этот вопрос дал английском физик М. Фарадей, осмыслив все известные в то время знания по электричеству и придя к выводу о существовании электрического поля как вида материи.

Электрическое поле особая форма материи, неразрывно связана со всяким электрическим зарядом. Через электрическое поле происходят все электрические взаимодействия.

Силы, с которыми электрическое поле действует на заряженные тела, называются электрическими

Исследование электрического поля можно проводить, помещая в поле небольшие заряженные тела. Ими могут быть легкие заряженные шарики или гильзы. Такие тела мы далее будем называть пробными зарядами. С их помощью выявляют наличие электрического поля в данной точке пространства. О наличии поля свидетельствует воздействие на заряженное тело определенной силы. Действие электрического поля на заряженные тела является основной характеристикой электромагнитного поля. Если в конкретную точку электрического поля последовательно помещать пробные заряды q1, q2,…? Qn, которые имеют разные значения, то на них со стороны поля будут действовать разные силы F1, F2,…, Fn.

категория: Физика

5.4. Электрическое поле и его характеристики

Заряды взаимодействуют не только при соприкосновении наэлектризованных тел, но и тогда, когда эти тела находятся на расстоянии друг от друга. Вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие электрических зарядов на расстоянии, называется электрическим полем.

Электрическое поле всегда существует вокруг электрического заряда и имеет две характеристики: силовую (напряженность электрического поля в данной точке) и энергетическую (потенциал электрического поля в данной точке).

Напряженность Е электрического поля в какой-либо точке измеряется силой F, с которой поле действует на единичный положительный точечный заряд q, помещенный в эту точку:

Е = F/ q.

Напряженность электрического поля – векторная величина. Направление вектора напряженности совпадает с направлением вектора силы F, действующей в данной точке на положительный заряд.

Потенциалом электрического поля в данной точке называется величина, численно равная значению потенциальной энергии единичного положительного точечного заряда, помещенного в этой точке.

Потенциалы точек электрического поля положительно заряженного тела положительны и уменьшаются по мере удаления от тела, а потенциалы точек электрического поля отрицательно заряженного тела отрицательны и увеличиваются при удалении от тела.

Потенциал наэлектризованного проводника становится тем больше, чем больше электричества сообщается ему.

Если электрическое поле создается несколькими зарядами, расположенными в различных точках пространства, то потенциал в каждой точке поля равен алгебраической сумме потенциалов полей всех зарядов в этой точке.

Разность потенциалов (ϕ 1 – ϕ 2) между двумя точками электрического поля получила название напряжения (U). Напряжение численно равно работе А, которую производят электрические силы при перемещении единичного положительного заряда q между двумя точками:

U = ϕ 1 – ϕ 2 = А / q.

В системе СИ за единицу разности потенциалов (единицу напряжения) принимается один вольт (1 В) – разность потенциалов между двумя точками электрического поля, при которой силы поля, перемещая один кулон электричества из одной точки в другую, совершают работу в один джоуль.

Если электрическое поле однородно, т.е. напряженность во всех точках поля постоянна по величине и направлению, то между напряженностью поля и разностью потенциалов существует взаимосвязь:

E = – U/ L, где L – длина силовой линии однородного электрического поля.

В системе СИ напряженность электрического поля измеряется в единицах вольт/метр (В/м). 1 В/м – это напряженность такого однородного электрического поля, у которого разность потенциалов на концах силовой линии длиной в 1 м равна 1 В.

Электрическое поле. виды и работа. применение и свойства

Свойства

У каждого такого явления есть определенные особенности, которые постоянно остаются неизменными. Так, какова бы ни была энергетическая характеристика электрического поля, можно выделить следующие его свойства:

Зрительно обнаружить такое явление невозможно, как и определить его параметры. Для этого необходимы специальные приборы.
Любое электрическое поле обладает некоторым воздействием на заряды, при помощи которых и возникает. Они же влияют на его обнаружение.
Электрическое поле абсолютно реально и материально. Оно существовало и будет существовать вне зависимости от наших представлений, верований, знаний и так далее.
Любое электрическое поле обладает такими характеристиками, как напряженность, потенциал и напряжение.

Современная наука уже умеет сознательно создавать такие явления и даже управлять ими в определенных пределах, но еще очень далека от того, чтобы полноценно поставить их на службу человеку.

Напряженность поля точечного заряда

Рассмотрим напряженность электрического поля уединенного точечного заряда либо заряженной сферы.

Из определения напряженности следует, что для случая взаимодействия двух точечных зарядов, зная силу их кулоновского взаимодействия, можем получить величину напряженности электрического поля, которое создается зарядом q в точке на расстоянии r от него до точки, в которой исследуется электрическое поле:

Данная формула показывает, что напряженность поля точечного заряда изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от данного заряда, то есть, например, при увеличении расстояния в два раза, напряженность уменьшается в четыре раза.

Линии напряженности

Попытаемся теперь охарактеризовать электростатическое поле нескольких зарядов. В этом случае необходимо воспользоваться сложением векторных величин напряженностей всех зарядов. Внесем пробный заряд и запишем сумму векторов сил, действующих на этот заряд. Результирующее значение напряженности получится при разделении значений этих сил на величину пробного заряда. Данный метод называется принципом суперпозиции.

Напряженность электростатического поля принято изображать графически при помощи силовых линий, которые также называют линиями напряженности. Такое изображение можно получить, построив вектора напряженности поля в как можно большем количестве точек вблизи данного заряда или целой системы заряженных тел.

Рис. 4. Линии напряженности электрического поля точечного заряда (Источник)

Рассмотрим несколько примеров изображения силовых линий. Линии напряженности выходят из положительного заряда (рис. 4,а), то есть положительный заряд является источником силовых линий. Заканчиваются линии напряженности на отрицательном заряде (рис. 4,б).

Рассмотрим теперь систему, состоящую из положительного и отрицательного зарядов, находящихся на конечном расстоянии друг от друга (рис. 5). В этом случае линии напряженности направлены от положительного заряда к отрицательному.

Большой интерес представляет электрическое поле между двумя бесконечными плоскостями. Если одна из пластин заряжена положительно, а другая отрицательно, то в зазоре между плоскостями создается однородное электростатическое поле, линии напряженности которого оказываются параллельными друг другу (рис. 6).

Рис. 5. Линии напряженности системы двух зарядов (Источник)

Рис. 6. Линии напряженности поля между заряженными пластинами (Источник)

В случае неоднородного электрического поля величина напряженности определяется густотой силовых линий: там, где силовые линии гуще, величина напряженности поля больше (рис. 7).

Рис. 7. Неоднородное электрическое поле (Источник)

Определение: Линиями напряженности называют непрерывные линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с векторами напряженности в этой точке.

Линии напряженности начинаются на положительных зарядах, заканчиваются на отрицательных и являются непрерывными.

Изображать электрическое поле с помощью силовых линий мы можем так, как сами посчитаем нужным, то есть число силовых линий, их густота ничем не ограничивается. Но при этом необходимо учитывать направление векторов напряженности поля и их абсолютные величины.

Очень важно следующее замечание. Как говорилось ранее, закон Кулона применим только для точечных покоящихся зарядов, а также заряженных шариков, сфер

Напряженность же позволяет характеризовать электрическое поле вне зависимости от формы заряженного тела, которое это поле создает.

Список литературы

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика: учеб. для 10 кл. общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни. – М.: Просвещение, 2008.
Касьянов В.А. Физика. 10 кл.: учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. — М.: Дрофа, 2000.
Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10-11 кл.: пособие для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2013.
Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика. 10 класс. В 2 ч. Ч. 1. Учебник для общеобразовательных учреждений (базовый уровень) – М.: Мнемозина, 2009.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Nauka.guskoff.ru (Источник).
Youtube (Источник).
Physics.ru (Источник).

Домашнее задание

Стр. 378: № 1–3. Касьянов В.А. Физика. 10 кл.: учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. — М.: Дрофа, 2000. (Источник)
С каким ускорением движется электрон в поле напряженностью 10 кВ/м?
В вершинах равностороннего треугольника со стороной a находятся заряды +q, +q и –q. Найти напряженность поля Е в центре треугольника.

Определение

Вокруг заряженного тела возникает электрическое поле. Если сказать формулировку простыми словами, то это такое поле, которое действует на другие тела с определенной силой.

Основной количественной характеристикой является напряженность электрического поля. Она равна отношению силы, действующей на заряд, к величине заряда. Сила действует в каком-то направлении, значит и напряженность ЭП векторная величина. Ниже вы видите формулу напряженности:

Напряженность ЭП действует в направлении, которое вычисляется по принципу суперпозиции. То есть:

На рисунке ниже вы видите условное графическое изображение двух зарядов разной полярности и силовые линии электрического поля, возникающего между ними.

Важно! Главным условием возникновения электрического поля является то, что тело должно иметь какой-то заряд. Только тогда вокруг него возникнет поле, которое будет действовать на другие заряженные тела

Чтобы определить величину напряженности электрического поля вокруг единичного пробного заряда используют закон Кулона, в этом случае:

Такое поле называют еще и кулоновским.

Другой важной физической величиной является потенциал электрического поля. Это уже не векторная, а скалярная величина, она прямопропорциональна энергии, приложенной к заряду:

Важно! Силовой и энергетической характеристикой электрического поля является напряженность и потенциал. Это и есть его основные физические свойства

Он измеряется в Вольтах и численно равен работе ЭП по перемещению заряда из определенной точки в бесконечность.

Более подробно узнать о том, что такое напряженность электрического поля, вы можете из видео урока:

Примечания

// Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 246. — 672 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-019-3.
Для любой частицы её электрический заряд постоянен. Измениться он может только если от частицы что-то заряженное отделится или если к ней что-то заряженное присоединится.
Иногда его значения могут оказываться и одинаковыми в разных точках пространства; если E→{\displaystyle {\vec {E}}} одинаков всюду в пространстве (или в какой-то области), говорят об однородном электрическом поле — это частный, наиболее простой, случай электрического поля; в реальности электрическое поле может быть однородным лишь приближённо, то есть различия E→{\displaystyle {\vec {E}}} в разных точках пространства есть, но иногда они небольшие и ими можно пренебречь в рамках некоторого приближения.
Электромагнитное поле может быть выражено и по-другому, например через электромагнитный потенциал или в несколько иной математической записи (в которой вектор напряжённости электрического поля вместе с вектором магнитной индукции входит в тензор электромагнитного поля), однако все эти способы записи тесно связаны между собой, таким образом, утверждение о том, что поле E→{\displaystyle {\vec {E}}} — одна из основных составляющих электромагнитного поля, не утрачивает смысла.
Хотя исторически многие из них были открыты раньше.

Практика

Мы уже упомянули о том, что в быту электрическое поле проявляется, когда вы снимаете шерстяную или синтетическую одежду с себя и проскакивают искорки между волосами и шерстью, когда натрете пластиковую линейку и проведете над мелкими бумажками, а они притягиваются и прочее. Но это не является нормальными техническими примерами.

В проводниках малейшее ЭП вызывает движение носителей зарядов и их перераспределение. В диэлектриках, так как ширина запрещенной зоны в этих веществах большая, ЭП вызовет движение носителей зарядов только в случае пробоя диэлектрика. В полупроводниках действие находится между диэлектриком и проводником, но нужно преодолеть небольшую ширину запрещенной зоны, передав энергию порядка 0.3…0.7 эВ (для германия и кремния).

Из того, что есть в каждом доме – это электронные бытовые приборы, в том числе и блоки питания. В них есть важная деталь, которая работает благодаря электрическому полю – это конденсатор. В нём заряды удерживаются на обкладках, разделенных диэлектриком, как раз таки благодаря работе электрического поля. На картинке ниже вы видите условное изображение зарядов на обкладках конденсатора.

Другое применение в электротехнике — это полевые транзисторы или МДП-транзисторы. В их названии уже упоминается принцип действия. В них принцип работы основан на изменении проводимости СТОК-ИСТОК под воздействием на полупроводник поперечного электрического поля, а в МДП (МОП, MOSFET – одно и то же) и вовсе затвор отделен диэлектрическим слоем (окислом) от проводящего канала, так что влияние токов ЗАТВОР-ИСТОК невозможно по определению.

Другое применение уже отошедшее в быту, но еще «живое» в промышленной и лабораторной технике – электроннолучевые трубки (ЭЛТ или т.н. кинескопы). Где одним из вариантов устройства для перемещения луча по экрану является электростатическая отклоняющая система.

Если рассказать простым языком, то есть пушка, которая излучает (эмитирует) электроны. Есть система, которая отклоняет этот электрон в нужную точку на экране, для получения необходимого изображения. Напряжение прикладывается к пластинам, а на эмитированный летящий электрон воздействуют кулоновские силы, соответственно и электрическое поле. Все описанное происходит в вакууме. Тогда к пластинам прикладывают высокое напряжение, а для его формирования устанавливают трансформатор строчной развертки и обратноходовой преобразователь.

На видео ниже кратко и понятно объясняется, что такое электрическое поле и какими свойствами обладает этот особый вид материи:

Материалы по теме:

Что такое диэлектрические потери
Зависимость сопротивления проводника от температуры
Закон Ома простыми словами
Книги для электриков

Основные характеристики

Это важно, поскольку при решении практических задач часто приходится оперировать не модулем величины, а проекцией вектора на какую-либо выбранную ось

Основными параметрами поля являются:

напряженность;
потенциал;
индукция.

Напряженность поля

Ē = F̄/q.

Если подставить сюда формулу закона Кулона, то получим:

Ē = q₀ / 4 π ε ε₀ r ².

Потенциалы и их разность

W = -GMm / Rr.

Или если учесть соразмерность земли и человека:

W = mgh.

W = q₁ q₀ / 4 π ε ε₀ r.

При перемещении в другую точку, когда расстояние r будет иным, поле совершит работу, равную:

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

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

φ ₁ = W₁ / q₁; φ₂ = W₂ / q₁.

Таким образом, работа, которую совершит поле, будет выражена следующим образом:

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

A/q = (φ₁ — φ₂).

Электрическая индукция

Такое явление характерно для сегнетовой соли, титаната бария, ниобата лития и ряда других.

D = ε ε₀ E.

Это тоже векторная величина, направление которой совпадает с направлением напряженности.

Применение

Характеристики электрических полей подразумевают наличие двух основных свойств, которые и используются человеком. Так, они могут формировать ионы, а погруженные в жидкость электроды позволяют без особых усилий разделять ее, грубо говоря, по фракциям. Именно в основе этих свойств и лежит использование электрических полей.

Медицина. Тут применяется система воздействия на пораженное место направленными ионами. В результате они способствуют повышению скорости регенерации, очищают рану, убивают микробов и так далее. Кроме того, свойства и характеристики электрических полей позволяют им «вибрировать» с большой частотой. Эта особенность также используется. Благодаря ей можно повысить температуру некоторых отдельных частей тела, что будет способствовать улучшению кровотока и положительно скажется на здоровье.
Очистка. В этой сфере используется система разделения жидкостей. Так, именно подобная особенность применяется в очистных сооружениях. Вода, в которой растворено огромное количество всевозможного мусора, становится очень вредной. При этом с ней сложно что-то сделать, ведь далеко не все фильтры смогут справиться с проблемой. В такой ситуации и применяются электрические поля, которые разделяют воду, отделяя от нее часть загрязнений. В результате получается достаточно простой, быстрый и дешевый этап очистки.
Химия. Эта наука использует в промышленности то же самое свойство разделения жидкостей. Оно активно применяется в лабораторных условиях, но чаще всего его можно встретить в сфере добычи нефти. В некоторых случаях она получается достаточно загрязненной и требуется потратить много времени средств, чтобы в конечном итоге возник нужный продукт. Справиться с этим сильно помогает электрическое поле. Оно разделяет нефть, убирая большую часть загрязняющих элементов и тем самым значительно облегчая ее дальнейшую обработку.

Существует и множество других вариантов использования. Например, электромагнитное поле, в состав которого входит и рассматриваемое в этой статье явление, может служить беспроводной системой передачи электричества к разным приборам. К сожалению, в большинстве случаев все подобные разработки носят скорее теоретический и экспериментальный характер.

Статическое и вихревое поле

изменением интенсивности магнитного поля, проходящего сквозь контур проводника в нем;
изменением положения самого проводника.

При этом проводнику вовсе не обязательно быть замкнутым — ток в нем все равно будет течь.

Для иллюстрации отличий статического и вихревого поля можно составить таблицу.

Параметр	Электростатическое	Вихревое
форма силовых линий	разомкнутые	замкнутые
чем создается	неподвижным зарядом	переменным магнитным потоком
источник напряженности	заряд	отсутствует
работа по перемещению в замкнутом контуре	нулевая	создает ЭДС индукции

Характеристики электрического поля

Электрическое поле описывается векторной величиной – напряженностью. Стрелка, направление которой совпадает с силой, действующей в точке на единичный положительный заряд, длина пропорциональна модулю силы. Физики находят удобным пользоваться потенциалом. Величина скалярная, проще представить на примере температуры: в каждой точке пространства некоторое значение. Под электрическим потенциалом понимают работу, совершаемую для перемещения единичного заряда из точки нулевого потенциала в данную точку.

Электрический потенциал

Поле, описываемое указанным выше способом, называется безвихревым. Иногда именуют потенциальным. Функция потенциала электрического поля непрерывная, изменяется плавно по протяженности пространства. В результате выделим точки равного потенциала, складывающие поверхности. Для единичного заряда сфера: дальше объект, слабее поле (закон Кулона). Поверхности называют эквипотенциальными.

Для понимания уравнений Максвелла заимейте представление о нескольких характеристиках векторного поля:

Градиентом электрического потенциала называется вектор, направление совпадает с наискорейшим ростом параметра поля. Значение тем больше, чем быстрее изменяется величина. Направлен градиент от меньшего значения потенциала к большему:

Градиент перпендикулярен эквипотенциальной поверхности.
Градиент тем больше, чем ближе расположение эквипотенциальных поверхностей, отличающихся друг от друга на заданную величину потенциала электрического поля.
Градиент потенциала, взятый с обратным знаком, является напряженностью электрического поля.

Электрический потенциал. Градиент “взбирается в гору”

Дивергенция является скалярной величиной, вычисляемой для вектора напряженности электрического поля. Является аналогом градиента (для векторов), показывает скорость изменения величины. Необходимость во введении дополнительной характеристики: векторное поле лишено градиента. Следовательно, для описания требуется некий аналог – дивергенция. Параметр в математической записи схож с градиентом, обозначается греческой буквой набла, применяется для векторных величин.
Ротор векторного поля именуется вихрем. Физически величина равна нулю при равномерном изменении параметра. Если ротор отличен от нуля, возникают замкнутые изгибы линий. У потенциальных полей точечных зарядов по определению вихрь отсутствует. Не обязательно линии напряжённости в этом случае прямолинейны. Просто изменяются плавно, не образуя вихрей. Поле с ненулевым ротором часто называют соленоидальным. Часто применяется синоним – вихревое.
Полный поток вектора представлен интегралом по поверхности произведения напряженности электрического поля на элементарную площадь. Предел величины при стремлении емкости тела к нулю представляет собой дивергенцию поля. Понятие предела изучается старшими классами средней школы, ученик может составить некоторое представление на предмет обсуждения.

Уравнения Максвелла описывают изменяющееся во времени электрическое поле и показывают, что в таких случаях возникает волна. Принято считать, одна из формул указывает отсутствие в природе обособленных магнитных зарядов (полюсов). Иногда в литературе встретим особый оператор – лапласиан. Обозначается как квадрат набла, вычисляется для векторных величин, представляет дивергенцией градиента поля.

Подобные аксиомы легко положим в основу описания процессов, происходящих в реальных существующих устройствах. Антигравитационный, вечный двигатель были бы неплохим подспорьем экономике. Если реализовать на практике теорию Эйнштейна никому не удалось, наработки Николы Тесла исследуются энтузиастами. Отсутствуют ротор, дивергенция.

Электризация тел

Электризация – процесс сообщения телу электрического заряда, т. е. нарушение его электрической нейтральности. Процесс электризации представляет собой перенесение с одного тела на другое электронов или ионов. В результате электризации тело получает возможность участвовать в электромагнитном взаимодействии.

Способы электризации:

трением, – например, электризация эбонитовой палочки при трении о мех. При тесном соприкосновении двух тел часть электронов переходит с одного тела на другое; в результате этого на поверхности у одного из тел создается недостаток электронов и тело получает положительный заряд, а у другого – избыток, и тело заряжается отрицательно. Величины зарядов тел одинаковы;
через влияние (электростатическая индукция) – тело остается электрически нейтральным, электрические заряды внутри него перераспределяются так, что разные части тела приобретают разные по знаку заряды;
при соприкосновении заряженного и незаряженного тела – заряд при этом распределяется между этими телами пропорционально их размерам. Если размеры тел одинаковы, то заряд распределяется между ними поровну;
при ударе;
под действием излучения – под действием света с поверхности проводника могут вырываться электроны, при этом проводник приобретает положительный заряд.

Потенциал

Это еще одна характеристика электрического поля. Потенциал является накопленной энергией, которую явление может использовать для перемещения зарядов. Когда тот начинает двигаться, на это тратится вот этот самый ресурс, и в конечном итоге он становится равным нулю. Накапливается он обратным образом. В качестве примера можно взять все тот же заряд, но расположенный вне электрического поля. Как только некая сила перемещает его внутрь и двигает там, появляется потенциал.

Проще всего это представить на примере обычной пружины. В своем спокойном положении она не имеет никакого потенциала и просто представляет собой изогнутый кусок металла. Но как только мы начнем сдавливать ее, начнет возникать потенциал. Если отпустить пружину, она моментально распрямится и при этом подвинет все предметы, которые сможет, расположенные на ее пути. Если вернуться к рассматриваемым электрическим полям, то в их случае потенциал будет строго соответствовать приложенным усилиям на перемещение заряда. В современной науке этот показатель измеряется вольтами.

Что такое электрическое поле

Как и во многих других случаях, начать описание данного явления нужно именно с его определения. С точки зрения современной науки, оно представляет собой специальный вариант материи, созданной при помощи заряженных тел. Обнаружить электрическое поле и его характеристики можно благодаря взаимодействию друг с другом зарядов. Они и есть основные составные элементы данного явления. Обычным зрением обнаружить его невозможно, но у человека много других органов чувств. И вот с их помощью определить наличие такого поля вполне реально. Самый простой пример – поднести руку к экрану телевизора. Он, как и любые другие электронные приборы, создает вокруг себя именно такое поле, на что реагируют волоски на руке. В результате человек получает возможность весьма условно, но все же определять наличие или отсутствие такого явления.

Электрическое поле

Закон Кулона, изученный на прошлом уроке, был установлен экспериментально и справедлив для покоящихся заряженных тел. Каким же образом происходит взаимодействие заряженных тел на расстоянии? До некоторых пор при изучении электрических взаимодействий бок о бок развивались две принципиально разные теории: теория близкодействия и теория дальнодействия (действия на расстоянии).

Теория близкодействия заключается в том, что заряженные тела взаимодействуют друг с другом посредством промежуточного звена (например, цепь в задаче о поднятии ведра из колодца является промежуточным звеном, посредством которого мы воздействуем на ведро, то есть поднимаем его).

Теория дальнодействия гласит, что заряженные тела взаимодействуют через пустоту. Шарль Кулон придерживался именно этой теории и говорил, что заряженные тела «чувствуют» друг друга. В начале XIX века конец спорам положил Майкл Фарадей (рис. 1). В работах, связанных с электрическим полем, он установил, что между заряженными телами существует некий объект, который и осуществляет действие заряженных тел друг на друга. Работы Майкла Фарадея были подтверждены Джеймсом Максвеллом (рис. 2). Он показал, что действие одного заряженного тела на другое распространяется за конечное время, таким образом, между заряженными телами должно существовать промежуточное звено, через которое осуществляется взаимодействие.

Рис. 1. Майкл Фарадей (Источник)

Рис. 2. Джеймс Клерк Максвелл (Источник)

Определение: Электрическое поле – это особая форма материи, которая создается покоящимися зарядами и определяется действием на другие заряды.

Урок физики «Электрическое поле, его свойства и характеристики»

Цель:

Познакомить с понятием электрического поля, основными характеристиками электрического поля.
Учить решать задачи на определение направления напряженности электрического поля в точке, с учетом принципа суперпозиции полей.
Повторить понятия скалярной и векторной величин, прямо пропорциональной и обратно пропорциональной зависимости в аналитическом и графическом виде.

Оборудование.

Конспект урока – фильм, созданный и озвученный учителем.
Слайды на закрепление материала по темам “Закон Кулона, Характеристики электрического поля”
Анимация “Свойства электрического поля” (диск к учебнику Г.Я. Мякишева “Физика 10 класс”)

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Активизация внимания учащихся. (слайд №2)

Вопросы:

1). Как изменится сила если один из зарядов увеличить в 2 раза?

2) Как изменится сила если оба из заряда увеличить в 2 раза?

3) Каким будет изменение силы при уменьшении заряда в 4 раза, и увеличении расстояния в 2 раза?

4) Как будет выглядеть графическая зависимость силы от изменения величины одного из зарядов?

5) Как будет выглядеть графическая зависимость силы от изменения расстояния между зарядами?

6) Выразите из формулы закона Кулона расстояние между зарядами.

7) Как будет выглядеть формула для определения первого заряда?

III. Проверка домашнего задания.

Устный опрос

1). Электрический заряд. Элементарный заряд. Электризация тел.

2). Закон Кулона. Единицы электрического заряда. /в то время, когда ребята готовятся к ответу у доски – записывают конспект/ с остальными проводится беседа.

Работа с классом.

Беседа по слайдам.

1.Два точечных заряда притягиваются друг к другу только в том случае, если заряды

одинаковы по знаку и по модулю
одинаковы по знаку и обязательно различны по модулю
различны по знаку; модули зарядов произвольны
различны по знаку, но обязательно одинаковы по модулю

2). Как изменится сила взаимодействия зарядов, если один заряд увеличить в5 раз, а расстояние увеличить в 2 раза?

2). Как изменится сила взаимодействия зарядов, если один заряд уменьшить в 4 раза, а расстояние увеличить в 2 раза?

3). Как изменится сила взаимодействия зарядов, если один заряд уменьшить в 4 раза, а расстояние уменьшить в 2 раза?

Слайды №3,4.

IV. Прослушивание и комментирование подготовленных ответов.

V. Объяснение нового материала.

Тема. Электрическое поле. Его свойства и характеристики. (Слайд №5)

Объяснение материала учителем с постепенным написанием конспекта на доске.

Прослушивание озвученного конспекта. (Слайды № 6,7)

VI. Просмотр анимации “Свойства электрического поля” предварительно поставив перед учащимися вопросы:

1). Как изменяется длина вектора напряженности при удалении точки от заряда?

2). При каких условиях напряженность электрического поля в точке равна нулю? Где могут находиться такие точки? (Слайд №8)

VII. Закрепление нового материала.

Посредством чего осуществляется взаимодействие зарядов.
Расскажите о векторной характеристике электрического поля.
Что вы знаете о скалярной характеристике электрического поля? (Слайд №9)

Определить направление результирующего вектора напряженности. (Слайды № 10– 14)

На рисунке изображен уединенный отрицательно заряженный шар. Как направлена напряженность в точке А? (Слайд №10)
На рисунке изображен уединенный положительно заряженный шар. Как направлена напряженность в точке А; В? Что можно сказать о длине вектора в данных точках.(Слайд №11)
Определить направление результирующей напряженности электрического поля, создаваемого двумя зарядами в точках, находящихся на одной прямой с зарядами. (Слайд № 12)
Определить направление результирующей напряженности электрического поля, создаваемого двумя зарядами в точках, находящихся в различных положениях относительно зарядов. (Слайд № 13)
Определить направление результирующей напряженности электрического поля в центре квадрата, при наличии в вершинах квадрата равных по модулю, различных по знаку зарядов.(Слайд № 14)

Самостоятельная работа. Построение результирующего вектора напряженности.

(слайд № 15)

Одновременно 2 ученика решают эти задания за крыльями доски, для быстрой проверки работы.

VIII. Краткие итоги урока.
Каким образом происходит взаимодействие между электрическими зарядами?

Что является источником электрического поля?

Как называется скалярная характеристика электрического поля?

Как называется векторная характеристика электрического поля?

Как изменится напряженность поля при уменьшении заряда?

Если заряд, создающий электрическое поле увеличить в 4 раза, как изменится напряженность поля в точке?

IX. Домашнее задание. Параграфы 90, 91, дополнить конспект свойствами электрического поля, упр. 16(1,2) (Слайд № 16)
Лестницы. Входная группа. Материалы. Двери. Замки. Дизайн
Что такое электрическое поле каковы его свойства. Основные характеристики электрического поля
Заряженные тела можно получить наэлектризовав.
Электризация тела – это механический процесс в результате, которого у тела образуется недостаток или избыток электронов.
Электризация может происходить несколькими способами:
СОПРИКОСНОВЕНИЕМ
(заряженное тело поднести к металлической гильзе, она сначала притянется, а потом оттолкнется).
УДАРОМ
(резиновый шланг резко ударить о массивный предмет и поднести к электроскопу).
ТРЕНИЕМ
(стеклянную палочку потереть о шелк получится положительный заряд).
Свойства электрического поля:
Электрическое поле действует на внесённый в это поле заряд Fэл
Вблизи заряженных тел поле сильнее, а по мере удаления слабее
Электрическое поле можно обнаружить с помощью пробного заряда (по действию на пробный заряд)
Основные характеристики электрического поля
Характеристики электрического поля Формула Особенности
Электрический заряд-источник электрического поля 1)Закон сохранения электрического заряда: В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной. 2)Если два заряда соединили, затем разъединили, то образовавшиеся заряды будут равны 3)Между одноимённо заряженными телами возникает электростатическое (или кулоновское) отталкивание, а между разноимённо заряженными — электростатическое притяжение. Пример: Два маленьких одинаковых шарикаимеют заряды 4Кли -9Кл.Каким станет заряд каждого шарика, если их привести в соприкосновение, а потом вновь раздвинуть?
Электрическая сила Закон Кулона — сила взаимодействия 2-х точечно заряженных тел прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. если заряды в вакууме или в воздухе если заряд в среде с диэлектриком Пример: Модуль силы воздействия одного неподвижного точечного заряженного тела на другое равен F . Чему станет равен модуль этой силы, если увеличить заряд одного тела в 2 раза, а второго – в 3 раза? — относительная диэлектрическая проницаемость среды –число показывающее, во сколько раз напряженность электростатического поля в однородном диэлектрике меньше, чем напряженность в вакууме. k=9·10 9
Напряженностьэлектрического поля – силовая характеристика электрического поля. Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Напряженность – это векторная величина, равная в каждой точке отношению силы, действующей на пробный заряд, помещенный в эту точку поля, к величине этого заряда: Напряженность электрического поля для точечного заряда Силовые линии электрического поля – линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора напряженности. Густота линий выбирается таким образом, чтобы количество линий, пронизывающих единицу поверхности, перпендикулярной к линиям площадки, было бы равно модулю вектора напряженности.
Принцип суперпозиции напряженности–если в некоторой точке пространства различный заряды создают электрические поля, то результирующая напряжённость в этой точке будет равна векторной сумме напряженностей каждого поля. Пример1.: Найдите напряженность в средней точке, если q 1 =8нКл, q 2 =-6нКл Е=Е 1 +Е 2 Пример2.: Найдите напряженность в точке удаленной от первого заряда на расстоянии 8см, а от второго на 6см, если q 1 =8нКл, q 2 =-6нКл Пример3.: Найдите напряженность в точке удаленной от первого заряда на расстоянии r 1 , а от второго на r 2 , если q 1 =8нКл, q 2 =-6нКл Линии напряженности заряженных тел:
Потенциал – энергетическая характеристика поля. Отношение потенциальной энергии к заряду. Эквипотенциальныминазываются поверхности равного потенциала. Разность потенциалов = Напряжению Принцип суперпозиции потенциалов полей: если поле создано несколькими зарядами, потенциал в любой точке равен алгебраической сумме потенциалов, созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности. Потенциал точечного заряда Связь потенциала и напряжённости Потенциал поля положительного заряда уменьшаетсяпри удалении от заряда, а потенциал поля отрицательногозаряда увеличивается. В проводниках · положительныезаряды перемещаются от потенциала · отрицательныезаряды — наоборот Линии напряженности направлены в сторону убыванияпотенциала
Работа силы электростатического поля Пример:Какуюработусовершит поле по переносу заряда q 1 из точки А в В
Работа по переносу заряда q 1 из точки с потенциалом в точку с потенциалом
Энергия электрического поля (заряженного проводника)
Часть 2
Электроемкость C – это характеристика электрических свойств проводника, определяющая возможность накопления зарядов на данном проводнике.
Электроемкость – это отношение заряда проводника к его потенциалу.
Конденсатор состоит из двух проводников, заряженных разноименно равными по абсолютному значению зарядами. Проводники, образующие конденсатор называются его обкладками. Простейший конденсатор – система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика. Такой конденсатор называется плоским. Электрическое поле плоского конденсатора в основном локализовано между пластинами
Электроемкость не зависит:
от формы проводника;
от его размеров:
от диэлектрической проницаемости среды;
от наличия вблизи заряженных тел
В системе СИ единица электроемкости называется фарад (Ф):
При решении задач электростатики и ответах на отдельные качественные вопросы полезно иметь в виду следующее:
1.Положительные электрические заряды, предоставленные самим себе, движутся в электрическом поле от точек с большим потенциалом к точкам, где потенциал меньше. Отрицательные заряды перемещаются в обратном направлении.
2.Напряженность электрического поля внутри статически заряженного проводника равна нулю. Этот результат не зависит от того, наложено ли на проводник внешнее электрическое поле или нет. Потенциал всех точек, лежащих на проводнике, имеет при этом одинаковое значение, т.е. поверхность проводника является эквипотенциальной.
3.Потенциал земли и всех тел, соединенных проводником с землей, принимается равным нулю.
4.Работа сил электростатического поля по любому замкнутому контуру равна нулю.
5.Если два уединенных шара соединить тонким и длинным проводом, то их общая емкость будет равна сумме емкостей отдельных шаров, поскольку потенциалы шаров будут одинаковыми, а общий заряд системы равен сумме зарядов шаров.
По этой же причине уединенный шар можно рассматривать как два конденсатора, соединенные между собой параллельно, с емкостями, равными.
6.Электрическое поле заряженного конденсатора можно рассматривать как результат наложения двух полей, созданных каждой обкладкой конденсатора. Если поля, создаваемые обкладками плоского заряженного конденсатора, можно считать однородными, то напряженность поля в конденсаторе будет в 2 раза больше напряженности поля, создаваемое одной бесконечной заряженной плоскостью.
7.Если плоский конденсатор подключить к источнику питания, зарядить его и затем отключить, то при изменении емкости С конденсатора вследствие раздвижения (сближения) или смещения пластин, внесения (удаления) диэлектрика заряд на конденсаторе не меняется.
8.Если батарею конденсаторов, подключить к источнику напряжения и сообщить ей некоторый заряд, то алгебраическая сумма зарядов любой группы обкладок, изолированных от источника, всегда должна быть равна нулю, поскольку заряды в этой группе пластин разделяются вследствие индукции.
В природе существует множество явлений, которые человек до сих пор полностью не понимает. К ним относятся и электрические поля, характеристики которых мы уже умеем достаточно неплохо определять. В то же время воспользоваться ими удается далеко не всегда. Это направление носит скорее теоретический характер и, скорее всего, не даст выгоды в краткосрочной перспективе изучения, а сейчас больший упор делается именно на такие разработки. Таким образом, исследуют возможности таких полей в основном энтузиасты, и ожидать радикальных прорывов в ближайшем будущем точно не стоит.
Что такое электрическое поле
Как и во многих других случаях, начать описание данного явления нужно именно с его определения. С точки зрения современной науки, оно представляет собой специальный вариант материи, созданной при помощи заряженных тел. Обнаружить электрическое поле и его характеристики можно благодаря взаимодействию друг с другом зарядов. Они и есть основные составные элементы данного явления. Обычным зрением обнаружить его невозможно, но у человека много других органов чувств. И вот с их помощью определить наличие такого поля вполне реально. Самый простой пример — поднести руку к экрану телевизора. Он, как и любые другие электронные приборы, создает вокруг себя именно такое поле, на что реагируют волоски на руке. В результате человек получает возможность весьма условно, но все же определять наличие или отсутствие такого явления.
Электрическое и электромагнитное поле
Эти понятия не стоит путать. Основные характеристики электрического поля говорят о том, что оно является частью электромагнитного его аналога. Фактически, в составе этого явления есть два элемента, один из которых обсуждается в этой статье, а второй логично выходит из названия. Это магнитное поле. Они всегда взаимодействуют друг с другом и обычно рассматриваются вместе, но имеют разные особенности, и потому в некоторых случаях их лучше разделять.

Свойства
У каждого такого явления есть определенные особенности, которые постоянно остаются неизменными. Так, какова бы ни была энергетическая характеристика электрического поля, можно выделить следующие его свойства:
Зрительно обнаружить такое явление невозможно, как и определить его параметры. Для этого необходимы специальные приборы.
Любое электрическое поле обладает некоторым воздействием на заряды, при помощи которых и возникает. Они же влияют на его обнаружение.
Электрическое поле абсолютно реально и материально. Оно существовало и будет существовать вне зависимости от наших представлений, верований, знаний и так далее.
Любое электрическое поле обладает такими характеристиками, как напряженность, потенциал и напряжение.
Современная наука уже умеет сознательно создавать такие явления и даже управлять ими в определенных пределах, но еще очень далека от того, чтобы полноценно поставить их на службу человеку.

Напряженность
Это одна из характеристик электрического поля. Напряженность применяется в том случае, когда требуется определить «количество» такого явления в определенном месте. Представить себе это достаточно сложно, особенно без достаточных знаний по физике, так как показатель этот относится именно к данному направлению науки. Так, данная величина высчитывается как отношение пробного положительного заряда к силе действия. И при этом характеристика относится к векторным показателям. То есть направление ее обязательно аналогично тому, которое воздействует на пробный заряд. Если говорить проще, то напряженность — это сила или мощность электрического поля в конкретное время в определенном месте. Чем этот показатель выше, тем сильнее данное явление воздействует на окружающие предметы или живые существа.
Потенциал
Это еще одна характеристика электрического поля. Потенциал является накопленной энергией, которую явление может использовать для перемещения зарядов. Когда тот начинает двигаться, на это тратится вот этот самый ресурс, и в конечном итоге он становится равным нулю. Накапливается он обратным образом. В качестве примера можно взять все тот же заряд, но расположенный вне электрического поля. Как только некая сила перемещает его внутрь и двигает там, появляется потенциал.
Проще всего это представить на примере обычной пружины. В своем спокойном положении она не имеет никакого потенциала и просто представляет собой изогнутый кусок металла. Но как только мы начнем сдавливать ее, начнет возникать потенциал. Если отпустить пружину, она моментально распрямится и при этом подвинет все предметы, которые сможет, расположенные на ее пути. Если вернуться к рассматриваемым электрическим полям, то в их случае потенциал будет строго соответствовать приложенным усилиям на перемещение заряда. В современной науке этот показатель измеряется вольтами.

Напряжение
Фактически любое такое явление можно описать двумя предыдущими показателями. Но характеристикой электрического поля является и напряжение. Оно является производным от потенциала и показывает, какую именно в количественном соотношении работу произвело явление. На примере той же пружины, напряжение будем тем показателем, на который она развернулась после сжатия. То есть, если потенциал — это общая «накопленная энергия», то этот параметр уже дает понять, сколько именно ее было потрачено на движение зарядов.

Применение
Характеристики электрических полей подразумевают наличие двух основных свойств, которые и используются человеком. Так, они могут формировать ионы, а погруженные в жидкость электроды позволяют без особых усилий разделять ее, грубо говоря, по фракциям. Именно в основе этих свойств и лежит использование электрических полей.
Медицина. Тут применяется система воздействия на пораженное место направленными ионами. В результате они способствуют повышению скорости регенерации, очищают рану, убивают микробов и так далее. Кроме того, свойства и характеристики электрических полей позволяют им «вибрировать» с большой частотой. Эта особенность также используется. Благодаря ей можно повысить температуру некоторых отдельных частей тела, что будет способствовать улучшению кровотока и положительно скажется на здоровье.
Очистка. В этой сфере используется система разделения жидкостей. Так, именно подобная особенность применяется в очистных сооружениях. Вода, в которой растворено огромное количество всевозможного мусора, становится очень вредной. При этом с ней сложно что-то сделать, ведь далеко не все фильтры смогут справиться с проблемой. В такой ситуации и применяются электрические поля, которые разделяют воду, отделяя от нее часть загрязнений. В результате получается достаточно простой, быстрый и дешевый этап очистки.
Химия. Эта наука использует в промышленности то же самое свойство разделения жидкостей. Оно активно применяется в лабораторных условиях, но чаще всего его можно встретить в сфере добычи нефти. В некоторых случаях она получается достаточно загрязненной и требуется потратить много времени средств, чтобы в конечном итоге возник нужный продукт. Справиться с этим сильно помогает электрическое поле. Оно разделяет нефть, убирая большую часть загрязняющих элементов и тем самым значительно облегчая ее дальнейшую обработку.
Существует и множество других вариантов использования. Например, электромагнитное поле, в состав которого входит и рассматриваемое в этой статье явление, может служить беспроводной системой передачи электричества к разным приборам. К сожалению, в большинстве случаев все подобные разработки носят скорее теоретический и экспериментальный характер.

Влияние на человека
Мы все время окружены электрическим полем. Свойства и характеристики его обычно однотипны и постоянны, так что естественный фон, свойственный нашей планете, на человека не оказывает практически никакого влияния. Чуть ярче это воздействие становится заметно во время серьезной грозы, когда кажется, что воздух буквально дрожит от напряжения. Но и это для подавляющего большинства людей не представляет никакой угрозы.
Тем не менее прогресс не стоит на месте, и постоянно появляется большое количество приборов, каждый из которых генерирует свое собственное электрическое поле. Причем оно намного сильнее, чем естественный фон, составляющий 0,5 кВ/м. Разумеется, эта особенность не осталась незамеченной. Уже давно выведено максимально допустимое напряжение, в котором мы можем существовать практически неограниченно. Оно составляет 25 кВ/м. В обычных условиях, даже при активации всех бытовых приборов, этот показатель не превышается. Среднестатистический человек может получить большую «дозу» только при нахождении (причем длительном) в непосредственной близости от высоковольтных проводов. Там уже напряжение значительно выше и долго рядом стоять (и уж тем более работать) крайне не рекомендуется. Даже те специалисты, которые вынуждены по долгу службы находиться рядом с источниками подобных электрических полей, не должны это делать дольше полутора часов в день. Так что, если есть какие-то территории, которые прилегают к ЛЭП, время присутствия там следует максимально ограничить.

Итоги
В рамках этой статьи мы рассмотрели все базовые особенности, свойства и характеристики электрических полей. Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что оно представляет собой весьма интересное явление, полное изучение которого может значительно помочь человечеству в отдаленном будущем.
>>Физика: Электрическое поле
После длительной борьбы теория близкодействия одержала окончательную победу. Расскажем кратко, как это произошло, а также о том, что такое электрическое поле .
Идеи Фарадея. Решительный поворот к представлению о близкодействии был сделан великим английским ученым Майклом Фарадеем, а окончательно завершен английским ученым Джеймсом Максвеллом.
По теории действия на расстоянии один заряд непосредственно чувствует присутствие другого. При перемещении одного из зарядов, например A (рис.14.6 ), сила, действующая на другой заряд — B , мгновенно изменяет свое значение. Причем ни с самим зарядом B , ни с окружающим его пространством никаких изменений не происходит.
Согласно идее Фарадея электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле . Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот. По мере удаления от заряда поле ослабевает. Первоначально эта идея выражала лишь уверенность Фарадея в том, что действие одного тела на другое через пустоту невозможно.
Доказательств существования поля не было. Такие доказательства и нельзя получить, исследуя лишь взаимодействие неподвижных зарядов. Успех к теории близкодействия пришел после изучения электромагнитных взаимодействий движущихся заряженных частиц. Вначале было доказано существование переменных во времени полей и только после этого был сделан вывод о реальности электрического поля неподвижных зарядов.
Скорость распространения электромагнитных взаимодействий. Основываясь на идеях Фарадея, Максвелл сумел теоретически доказать, что электромагнитные взаимодействия должны распространяться в пространстве с конечной скоростью .
Это означает, что если слегка передвинуть заряд A (см. рис.14.6), то сила, действующая на заряд В , изменится, но не в то же мгновение, а лишь спустя некоторое время:
где АВ — расстояние между зарядами, а с — скорость распространения электромагнитных взаимодействий. Максвелл показал, что скорость с равна скорости света в вакууме, т. е. примерно 300 000 км/с. При перемещении заряда А электрическое поле вокруг заряда В изменится спустя время t . Значит, между зарядами в вакууме происходит какой-то процесс, в результате которого взаимодействие между ними распространяется с конечной скоростью.
Существование определенного процесса в пространстве между взаимодействующими телами, который длится конечное время, — вот главное, что отличает теорию близкодействия от теории действия на расстоянии. Все прочие аргументы в пользу той или другой теории не могут считаться решающими. Правда, эксперимент по проверке равенства (14.6) при перемещении зарядов трудно осуществить из-за большого значения скорости с . Но в этом сейчас, после изобретения радио, нет нужды.
Радиоволны. Передача информации с помощью электромагнитных волн называется радиосвязью . Сейчас вы можете прочитать в газетах, что радиоволны от космической станции, приближающейся к Венере, доходят до Земли за время более чем 4 мин. Станция уже может сгореть в атмосфере планеты, а посланные ею радиоволны еще долго будут блуждать в пространстве. Таким образом, электро-магнитное поле обнаруживает себя как нечто реально существующее.
Что такое электрическое поле? Мы знаем, что электрическое поле существует реально: его свойства можно исследовать опытным путем. Но мы не можем сказать, из чего это поле состоит. Здесь мы доходим до границы того, что известно науке.
Дом состоит из кирпичей, плит и других материалов, которые, в свою очередь, состоят из молекул, молекулы — из атомов, атомы — из элементарных частиц. Более же простых образований, чем элементарные частицы, мы не знаем. Так же обстоит дело и с электрическим полем: ничего более простого, чем поле, мы не знаем. Поэтому о природе электрического поля мы можем сказать лишь следующее:
во-первых, поле материально; оно существует независимо от нас, от наших знаний о нем ;
во-вторых, поле обладает определенными свойствами, которые не позволяют спутать его с чем-либо другим в окружающем мире .
Установление этих свойств и формирует наши представления о том, что такое электрическое поле.
При изучении электрического поля мы сталкиваемся с особым видом материи, движение которой не подчиняется законам механики Ньютона. С открытием электрического поля впервые за всю историю науки появилась глубокая идея: существуют различные виды материи и каждому из них присущи свои свойства.
Основные свойства электрического поля. Главное свойство электрического поля — действие его на электрические заряды с некоторой силой . По действию на заряд устанавливают существование поля, распределение его в пространстве, изучают все его характеристики.
Электрическое поле неподвижных зарядов называют электростатическим . Оно не меняется со временем. Электростатическое поле создается только электрическими зарядами. Оно существует в пространстве, окружающем эти заряды, и неразрывно с ними связано.
По мере изучения электродинамики мы будем знакомиться с новыми свойствами электрического поля. Познакомимся и с переменным во времени электрическим полем, которое уже не связано с зарядами неразрывно.
Многие свойства статических и переменных полей совпадают. Однако имеются между ними и существенные различия. Говоря о свойствах поля, мы будем называть это поле просто электрическим, если данное свойство в равной мере присуще как статическим, так и переменным полям.
Согласно теории близкодействия взаимодействие между заряженными частицами осуществляется посредством электрического поля. — это особая форма материи, существующая независимо от наших представлений о нем. Доказательства реальности электрического поля — конечная скорость распространения электромагнитных взаимодействий и действие поля на заряженные тела.
???
1. В чем состоит отличие теории близкодействия от теории действия на расстоянии?
2. Каковы основные свойства электростатического поля?
Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс
Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку,
Электрическое поле. Свойства — презентация онлайн
1. Электрическое поле. Основные свойства.
Работу подготовила: ученица 10-ого «А» класса
МБОУ БГ№140 им. З. Биишевой. Насртдинова Юлия
Работу проверил: учитель физики Ахметова В.М.
Электрическое поле — одна из двух компонент
электромагнитного поля, представляющая собой
векторное поле, существующее вокруг тел или
частиц, обладающих электрическим зарядом, а
также возникающее при изменении магнитного
поля (например, в электромагнитных волнах).
Электрическое поле непосредственно невидимо,
но может быть обнаружено благодаря его
силовому воздействию на заряженные тела.
Для количественного определения электрического
поля вводится силовая характеристика —
напряжённость электрического поля — векторная
физическая величина, равная отношению силы, с
которой поле действует на положительный
пробный заряд, помещённый в данную точку
пространства, к величине этого заряда.
Направление вектора напряженности совпадает в
каждой точке пространства с направлением силы,
действующей на положительный пробный заряд.
В классической физике, применимой при
рассмотрении крупномасштабных (больше размера
атома) взаимодействий, электрическое поле
рассматривается как одна из составляющих единого
электромагнитного поля и проявление
электромагнитного взаимодействия.
В квантовой электродинамике — это компонент
электрослабого взаимодействия.
Основным действием электрического поля является
силовое воздействие на неподвижные относительно
наблюдателя электрически заряженные тела или
частицы. На движущиеся заряды силовое
воздействие оказывает и магнитное поле (вторая
составляющая силы Лоренца).
6. Энергия электрического поля
Электрическое поле обладает энергией. Плотность
этой энергии определяется величиной поля и может
быть найдена по формуле
E — напряжённость электрического поля,
D — индукция электрического поля.
Классификация
Однородное поле
Однородное поле — это электрическое поле, в
котором напряжённость одинакова по модулю и
направлению во всех точках пространства.
Приблизительно однородным является поле
между двумя разноимённо заряженными
плоскими металлическими пластинами. В
однородном электрическом поле линии
напряжённости направлены параллельно друг
другу.
Наблюдение электрического поля в быту
• Для того, чтобы создать электрическое поле, необходимо
создать электрический заряд. Натрите какой-нибудь
диэлектрик о шерсть или что-нибудь подобное, например,
пластиковую ручку о собственные чистые волосы. На
ручке создастся заряд, а вокруг — электрическое поле.
Заряженная ручка будет притягивать к себе мелкие
обрывки бумаги. Если натирать о шерсть предмет
большей ширины, например, резиновую ленту, то в
темноте можно будет видеть мелкие искры, возникающие
вследствие электрических разрядов.
• Электрическое поле часто возникает возле
телевизионного экрана (относится к телевизорам с ЭЛТ)
при включении или выключении телеприёмника. Это поле
можно почувствовать по его действию на волоски на
руках или лице.
Электрическое поле внутри проводников с избыточными
зарядами
• Из опытов, приводимых в электростатике, известно, что
избыточные заряды привнесённые в проводник извне,
перемещаются к поверхности проводника и остаются у
поверхности проводника. Само перемещение избыточных
зарядов к поверхности проводника свидетельствует о
наличии электрического поля внутри проводника в
период перемещения к поверхности проводника.
Электрическое поле внутри проводников с недостатком
собственных электронов
• При недостатке собственных электронов тело получает
положительный заряд «дырочной» природы. Дырки при
этом ведут себя подобно электронам и также
распределяются по поверхности тела.
10. Методы расчета электрического поля
Расчёты электрического поля можно проводить
аналитическими или численными методами.
Аналитические методы удается применить лишь в
простейших случаях, на практике в основном
используются численные методы. Численные
методы включают в себя: метод сеток или метод
конечных разностей; вариационные методы;
метод конечных элементов; метод интегральных
уравнений; метод эквивалентных зарядов.
11. Напряжённость электрического поля
Напряжённость электри́ ческого по́ля — векторная физическая величина,
характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению
силы \vec F, действующей на неподвижный точечный заряд, помещённый в данную
точку поля, к величине этого заряда q:
Из этого определения видно, почему напряжённость электрического поля иногда
называется силовой характеристикой электрического поля (действительно, всё отличие от
вектора силы, действующей на заряженную частицу, только в постоянном[2] множителе).
В каждой точке пространства в данный момент времени существует своё значение вектора
\vec E (вообще говоря — разное в разных точках пространства), таким образом, \vec E —это векторное поле.
12. Определяя направление вектора в различных точках пространства, можно представить картину распределения линий напряженности
электрического поля. Для двух одноименных
зарядов эта картина имеет вид, показанный на рисунке 131, для
разноименных — на рисунке 132.
Однородное электрическое поле. Электрическое поле, в
котором напряженность одинакова по модулю и
направлению в любой точке пространства, называется
однородным электрическим полем.
Приблизительно однородным является электрическое
поле между двумя разноименно заряженными плоскими
металлическими пластинами. Линии напряженности в
однородном электрическом поле параллельны друг другу
(рис. 133).
14. Основные свойства электрического поля
1. Источником электрического поля являются электрические
заряды и переменные магнитные поля, с которыми данное
электрическое поле неразрывно связано; источником
электростатического поля являются только неподвижные
электрические заряды.
2. Электрическое поле действует на внесенные в него
заряды с некоторой силой.
3. Электрическое поле распространяется в пространстве с
конечной скоростью, которая в вакууме равна скорости
света c = 3 ∙ 108 м/с.
15. Спасибо за Внимание.
Что такое электрическое поле? Определение, типы и свойства
Определение: Область вокруг электрического заряда, в которой действует напряжение или электрическая сила, называется электрическим полем или электростатическим полем. Если величина заряда велика, это может создать огромное напряжение вокруг области. Электрическое поле обозначается символом E. Единица измерения электрического поля в системе СИ — ньютон на кулон, что равно вольтам на метр.
Электрическое поле представлено воображаемыми силовыми линиями.Для положительного заряда силовая линия выходит из заряда, а для отрицательного заряда силовая линия будет двигаться к заряду. Электрическое поле для положительных и отрицательных зарядов показано ниже
.
Рассмотрим единичный заряд Q, помещенный в вакуум. Если рядом с Q поместить другой заряд q, то согласно закону Кулона заряд Q приложит к нему силу. Заряд Q создает вокруг себя электрическое поле, и когда рядом с ним помещается любой другой заряд, электрическое поле Q прикладывает к нему силу.Электрическое поле, создаваемое зарядом Q в точке r, равно
где Q — заряд единицы
r — расстояние между зарядами
Заряд Q прилагает силу к заряду q, выражается как
Заряд q также прилагает к заряду Q равную и противоположную силу.
Типы электрического поля
Электрическое поле в основном подразделяется на два типа. Это однородное электрическое поле и неоднородное электрическое поле.
1. Равномерное электрическое поле
Когда электрическое поле постоянно в каждой точке, это поле называется однородным электрическим полем.Постоянное поле получается путем размещения двух проводников параллельно друг другу, и разность потенциалов между ними остается одинаковой в каждой точке.
2. Неоднородное электрическое поле
Поле, которое нерегулярно в каждой точке, называется неоднородным электрическим полем. Неоднородное поле имеет разную величину и направление.
Свойства электрического поля
Ниже приведены свойства электрического поля.
Линии поля никогда не пересекаются.
Они перпендикулярны поверхностному заряду.
Поле сильное, когда линии расположены близко друг к другу, и слабое, когда силовые линии удаляются друг от друга.
Количество силовых линий прямо пропорционально величине заряда.
Силовая линия электрического поля начинается от положительного заряда и заканчивается отрицательным зарядом.
Если заряд одиночный, то они начинаются или заканчиваются на бесконечности.
Линейные кривые непрерывны в свободной области.
Когда электрическое и магнитное поля объединяются, они образуют электромагнитное поле.
Свойства, схема и правила для рисования
Линии электрического поля можно рассматривать как визуальное представление электрического поля, существующего между или для самого заряда. Он был введен Майклом Фарадеем в 1791-1867 годах, который назвал их силовыми линиями. По сути, поле — это функция, которая указывает определенное количество повсюду в регионе. Когда мы говорим о линиях электрического поля, это дает нам средства графического представления электрического поля.Глядя на силовые линии электрического поля, можно оценить его величину, ориентацию и другие свойства. Как показано на рисунке ниже, между положительными и отрицательными зарядами существуют силовые линии электрического поля. Силовые линии направлены наружу для положительного заряда и внутрь для отрицательного заряда. Стрелка показывает направление силы. Величину можно также определить по количеству стрелок и плотности вокруг заряда. Другими словами, количество линий или стрелок пропорционально величине электрического поля в определенной области.Как показано выше, электрическое поле — это вектор E, касающийся линии электрического поля в каждой точке. Линия имеет то же направление, что и направление электрического поля.
Количество силовых линий, выходящих из положительного заряда, равно количеству линий, заканчивающихся отрицательным зарядом. Если начисления равны и противоположны, то же количество линий уходит и завершается с соответствующими начислениями. В случае наличия единственного заряда силовые линии расходятся наружу в случае положительного заряда и стремятся к бесконечности.
Что такое силовые линии электрического поля?
Электрическое поле может быть определено как «Линии электрического поля — это воображаемые линии в области пространства-времени, вдоль которых мог бы перемещаться свободный заряд, если бы это было разрешено». Это означает, что линии электрического поля или силовые линии являются визуальным представлением электрического поля в области, которая существует между двумя зарядами. Также как магнитное поле, которое существует между двумя полюсами. Сила, существующая между двумя зарядами, прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними согласно закону силы Кулона.
силовых линий
Свойства линий электрического поля
Некоторые важные свойства силовых линий электрического поля приведены ниже:
Линии электрического поля или силовые линии берут начало от положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом. То же, что и магнитные силовые линии, которые ориентированы от северного полюса к южному полюсу
Силовые линии, существующие между двумя зарядами, никогда не образуют замкнутого пути. Это означает, что линии, исходящие от положительного заряда, заканчиваются отрицательным зарядом и не возвращаются к положительному заряду.
силовые линии
Как показано на рисунке выше, силовые линии возникают из-за положительного заряда, но не возвращаются обратно и, следовательно, не образуют замкнутого контура. Можно заметить, что магнитные силовые линии образуют замкнутый путь, то есть, начиная с северного полюса, движутся к южному полюсу и возвращаются к северному полюсу.
Силовые линии, исходящие от положительного заряда, в случае отсутствия отрицательного заряда, то есть в случае одиночного заряда, никогда не заканчиваются в пространстве.Они стремятся существовать до бесконечности. Величина уменьшается с увеличением расстояния, но они никогда не заканчиваются в начале координат.
Силовые линии, начинающиеся или заканчивающиеся зарядом, субъективны, но плотность силовых линий объективна. Это означает, что количество линий, исходящих от заряда, может различаться для разных зарядов, но плотность этих линий вокруг заряда должна равномерно уменьшаться по мере их удаления.
Силовые линии, выходящие за пределы заряда, прямо пропорциональны величине заряда.
заряд-величина
Как показано на приведенном выше рисунке, если количество строк, исходящих из + Q, равно 4, то количество строк, исходящих из + 2Q, будет 8.
Силовые линии, начинающиеся или заканчивающиеся у определенного заряда, симметричны линии, соединяющей два заряда.
сборы за присоединение к строкам
Как показано на рисунке, силовые линии симметричны относительно линии, соединяющей заряды. Это означает, что выше и ниже платы за соединение линий существует одинаковое количество линий.
Плотность линий, начинающихся или заканчивающихся для соответствующего заряда, дает величину заряда.
Силовые линии перпендикулярны поверхности заряда.
Направление этого задается касательной, проведенной на силовых линиях. Направление касательной дает направление электрического поля.
Силовые линии, начинающиеся или заканчивающиеся при определенном заряде, никогда не пересекаются друг с другом. Если мы проведем касательную в точке пересечения, то это даст два направления в одной и той же точке.Следовательно, силовые линии никогда не пересекаются друг с другом.
Если силовые линии возникают от положительного заряда, то при наличии еще одного положительного заряда силовая линия будет отталкиваться. Это означает, что силовые линии отталкиваются от положительного заряда и аналогичным образом притягиваются к отрицательному заряду.
Однородное электрическое поле представлено параллельными, прямыми и равномерно расположенными силовыми линиями.
Если проводник находится в электростатическом состоянии, то в проводнике не будет электрического поля.Если эти линии существуют, то они будут воздействовать на электроны силой, которая будет перемещать электроны и, следовательно, производить ток. Тогда электростатическое состояние недействительно. Поэтому говорят, что в электростатических условиях существующее электрическое поле равно нулю.
Они всегда перпендикулярны поверхности проводника.
Притяжение и отталкивание линий электрического поля
Силовые линии электрического поля притягиваются к отрицательному заряду, а положительный заряд отталкивается.Если рядом есть два положительных заряда, то силовая линия, исходящая от положительных зарядов, отталкивается и изгибается к бесконечности. Они никогда не пересекаются друг с другом.
Правила рисования
Чтобы нарисовать линии электрического поля, необходимо соблюдать следующие правила.
Эти линии берут начало от положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом.
Возникающие силовые линии всегда перпендикулярны поверхности заряда.
Две линии поля никогда не пересекаются.
Силовые линии притягиваются к отрицательным зарядам и отталкиваются от положительного заряда.
Они симметричны относительно линии соединения зарядов.
Они пропорциональны величине заряда.
Часто задаваемые вопросы
1). Заканчиваются ли когда-нибудь силовые линии электрического поля?
Нет, если есть единственный положительный заряд, то силовые линии берут начало от него и стремятся к бесконечности. Они никогда не заканчиваются. Однако, если у нас есть положительный и отрицательный заряды, то силовые линии заканчиваются отрицательным зарядом.
2). Где силовые линии электрического поля самые сильные?
Силовые линии поля наиболее сильны около заряда и ослабевают по мере удаления от заряда.
3). Каковы три свойства силовых линий электрического поля?
Три объекта недвижимости:
Силовые линии возникают от положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом
Силовые линии перпендикулярны к поверхности заряда
Линии поля никогда не пересекаются друг с другом.
4). Как определяется электрическое поле?
Электрическое поле — это особая функция, которая определяет силовые линии повсюду в области
5). Что такое единица измерения электрического поля в системе СИ?
В системе СИ единица измерения напряженности электрического поля — ньютоны на кулон (Н / Кл) или вольт на метр (В / м)
Таким образом, мы видели, как определяется электрическое поле, и мы видели свойства электрического поля. Это помогает понять характеристики напряженности электрического поля, на основе которых мы можем оценить напряженность электрического поля и плотность электрического поля.Эти характеристики и свойства электрического поля помогают нам понять закон Гаусса и правила Максвелла. Мы также видели правила рисования электрического поля и некоторые часто задаваемые вопросы. Вот вам вопрос, чем силовые линии электрического поля отличаются от силовых линий магнитного поля?
линий электрического поля | Блестящая вики по математике и науке
Силовые линии электрического поля обладают некоторыми важными и интересными свойствами, давайте изучим их.
Линии электрического поля всегда начинаются с положительного заряда и заканчиваются отрицательным, поэтому они не образуют замкнутых кривых.Они не запускаются и не останавливаются в промежуточном пространстве
Количество линий электрического поля, оставляющих положительный заряд или входящих в отрицательный, пропорционально величине заряда.
Линии электрического поля никогда не пересекаются.
В однородном электрическом поле силовые линии прямые, параллельные и равномерно разнесенные.
Линии электрического поля никогда не могут образовывать замкнутые петли, так как линии никогда не могут начинаться и заканчиваться на одном заряде.
Эти силовые линии всегда перетекают от более высокого потенциала к более низкому.
Если электрическое поле в данной области пространства равно нулю, силовых линий не существует.
Касательная к прямой в любой точке дает направление электрического поля в этой точке. Кроме того, это путь, по которому будет двигаться положительный тестовый заряд, если он свободен.
Почему силовые линии электрического поля не пересекаются ???
Если линии электрического поля пересекаются, то в точке их пересечения можно провести две касательные.Таким образом, напряженность электрического поля в точке будет иметь два направления, что абсурдно.
а) только а) и в) а) и б) б) только
На приведенной выше диаграмме показаны силовые электрические и эквипотенциальные линии на определенной плоскости.Какое из следующих утверждений верно?
a) Электрический потенциал в точке A выше, чем в точке B .
б) Напряженность электрического поля в точке A такая же, как и в точке B .
c) Работа, совершаемая электрической силой, когда электрически заряженная частица перемещается из точки B в точку C вдоль эквипотенциальной линии, равна нулю.
Почему внутри проводника нет силовых линий электрического поля? ??
Это из-за того, что электрическое поле внутри проводника равно нулю! !!
Когда электрическое поле считается однородным ???
Электрическое поле называется однородным, если оно имеет одинаковую величину и направление в данной области пространства.
И A, и B имеют одинаковый знак. Если мы поместим положительный заряд в P, он будет тянуться к B. Напряженность электрического поля в точке P больше, чем в точке Q.Количество электрического заряда A больше, чем у B.
На приведенной выше диаграмме показаны силовые линии электрического поля, создаваемые двумя точечными зарядами A и B . Какое из следующих объяснений НЕ правильное?
См. Также
Свойства и интенсивность из-за точечного заряда
Концепция линий электрического поля была введена Майклом Фарадеем, он родился 22 сентября 1791 года в Лондоне и умер 25 августа 1867 года во дворце Хэмптон-Корт, Молси.Во многих областях физики электрические поля важны, а в электротехнике эти поля используются практически. За силу притяжения между электронами и ядром атома ответственны электрические поля. Единицей измерения силы сигнала электрического поля в СИ является в / м (вольт на метр), и с помощью изменяющихся во времени магнитных полей или электрических зарядов создаются электрические поля. Обсуждаются краткие пояснения к линиям электрического поля и представлению силовых линий.

Что такое линии электрического поля?
Определение: Линия электрического поля определяется как область, в которой электрический заряд испытывает силу.Заряженные объекты могут быть как положительными, так и отрицательными, противоположные заряды притягиваются друг к другу, а подобные заряды отталкиваются. Силовые линии представляют собой визуальные представления электрического поля, созданного одним зарядом или группой зарядов, и сокращенно обозначают его как E-field. Это трехмерная концепция, и поэтому ее нельзя визуализировать с большой точностью на плоскости. Буква E представляет вектор электрического поля и касается линии поля в каждой точке. Направление этих линий совпадает с направлением вектора электрического поля.
Напряженность электрического поля из-за точечного заряда и группы зарядов
Напряженность электрического поля из-за точечных зарядов может быть получена с помощью закона Кулона. Напряженность электрического поля из-за точечного заряда показана на рисунке ниже.

напряженность электрического поля из-за точечного заряда
Согласно закону Кулона сила ‘F’ выражается как
F = q * q ₀ / 4Πε ₀ r ² r ̂ ……………………… eq (1)
Напряженность электрического поля из-за точечного заряда выражается как.
E = F / q ₀ r ̂ ……………………. eq (2)
Подставив уравнение (1) в уравнение (2), вы получите выражение напряженности электрического поля вместе с точечным зарядом и пробным зарядом
E = q * q ₀ / 4Πε ₀ r ² * 1 / q _{0 r ̂}
E = q / 4Πε ₀ r ² r ̂ ……………… eq (3)
Где r ̂ — единичный вектор
Уравнение (3) представляет собой напряженность электрического поля, обусловленную точечным зарядом, а также точечным зарядом и пробным зарядом.Напряженность электрического поля из-за группы зарядов показана на рисунке ниже
напряженность электрического поля из-за группы зарядов
Где q _1, q _2, q _3, q _4, q _5, q ₆ ………. q _n — это заряды и r _1, r _2, r _3, r _4, r _5, r ₆ ………. r _n — расстояния.
Напряженность электрического поля, создаваемого группой зарядов в точке p, определяется как
E = E ₁ + E ₂ + E ₃ + E ₄ + ……… + E _n …………………….уравнение (4)
Поскольку мы знаем, что напряженность электрического поля из-за точечного заряда выражается в приведенном выше уравнении (3), аналогично
E ₁ = q ₁ / 4Πε ₀ r ₁ ² r ̂ ₁
E ₂ = q ₂ / 4Πε ₀ r ₂ ² r ̂ ₂
4Πε ₀ r ₃ ² r ̂ ₃ ………… En = q _n / 4Πε ₀ r _n ² r ̂ _n
E
70 Заменитель , E _2, E _3, E _4, ……… E _n значения в уравнении (4) получат
E = q ₁ / 4Πε ₀ r ₁ ² r ̂ ₁ + q ₂ / 4Πε ₀ r ₂ ² r ̂ ₂ + q ₃ / 4Πε _{0 902 71 r ₃ ² r ̂3 + ……….. + qn / 4Πε ₀ r _n ² r ̂ _n}
E = 1 / 4Πε ₀ [q ₁ / r ₁ ² 1 9027 902 + q ₂ / r ₂ ² r ̂ ₂ + q ₃ / r ₃ ² r ₃ ̂ + ……… .. + q _n / r _n ² r ̂ _n] …………………………. eq (5)
Уравнение (5) представляет собой напряженность электрического поля, обусловленную группой зарядов
Представление линий поля
Для q> 0: Когда q больше нуля (q> 0), заряд положительный, а силовые линии направлены радиально наружу.Линии поля для q> 0 показаны на рисунке ниже.
линия электрического поля для заряда больше нуля
Для q <0: Когда q меньше нуля (q <0), заряд отрицательный, а силовые линии направлены радиально внутрь. Линии поля для q <0 показаны на рисунке ниже.
for-q-less-than-zero
В отличие от зарядов или диполя: Представление силовых линий для разнородных зарядов или диполя показано на рисунке ниже.
линий электрического поля для разноименных зарядов
для аналогичных зарядов
Если | q1 | = | q2 |: Если заряд q ₁ и q ₂ равны, нейтральная точка и напряженность поля равны нулю для одинаковых зарядов и находятся в центре зарядов q ₁ и q ₂.
charge-q1-is-equal-to-q2
Если | q1 |> | q2 |: Если заряд q ₁ больше, чем q ₂, нейтральная точка p смещается в сторону заряда q ₂ меньшей величины.
Равномерное электрическое поле: В однородном электрическом поле силовые линии начинаются от положительного заряда и переходят в отрицательный. Силовые линии равноудалены, а линии параллельны в однородном электрическом поле.
однородное электрическое поле
Свойства
Свойства линий электрического поля:
Линии поля начинаются с положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом
Линии поля непрерывны
Линии поля никогда не пересекаются (Причина: Если они пересекаются, в точке будет два направления электрического поля, что невозможно)
В области сильного электрического поля линии очень близки друг к другу, тогда как в области слабого электрического поля линии далеки
В области однородной линии электрического поля есть равноудаленные параллельные линии
Линии поля всегда перпендикулярны поверхности проводника
Правила построения линий электрического поля
Правила рисования линий поля следующие:
Для данной группы точечных зарядов силовые линии всегда берут начало от положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом.В случае превышения заряда некоторые строки будут начинаться или заканчиваться на неопределенный срок.
Например, на приведенном выше рисунке q ₁ больше, чем q ₂. Линии берут начало в q ₂, поэтому заряд q ₂ положительный, а в заряде q ₁ некоторые линии исходят бесконечно далеко.
Количество нарисованных линий, оканчивающихся отрицательным зарядом или оставляющих положительный заряд, пропорционально величине заряда.
Таким образом, чем выше заряд, тем больше линий будет уходить от него, если это положительный заряд, или заканчиваться на нем, если это отрицательный заряд.
Линии поля никогда не пересекаются друг с другом
FAQ’s
1). Какие бывают типы силовых линий электрического поля?
Однородное электрическое поле и неоднородное электрическое поле — это два типа силовых линий электрического поля. Силовая линия называется однородным электрическим полем, когда электрическое поле постоянно, и неоднородным электрическим полем, когда поле нерегулярно в каждой точке.
2). Как создать электрическое поле?
За счет неподвижных зарядов создается электрическое поле, а за счет движущихся зарядов — магнитное поле.
3). Как создается электрическое поле?
Электрическое поле создается заряженными частицами. В направлении поля ускоряются положительные заряды, а в направлении, противоположном полю, ускоряются отрицательно заряженные частицы.
4). Какая напряженность электрического поля возникает из-за точечных зарядов?
Напряженность электрического поля из-за точечного заряда вместе с точечным зарядом и пробным зарядом выражается как
E = q / 4Πε ₀ r ² r ̂
Где E — напряженность электрического поля, r ̂ — единичный вектор, а q — заряд.
5). Как силовые линии электрического поля указывают на напряженность поля?
Напряженность силовых линий электрического поля зависит от заряда источника, и электрическое поле велико, когда силовые линии расположены близко друг к другу.
В этой статье обсуждаются напряженность электрического поля, обусловленная точечным зарядом и группой зарядов, представление силовых линий, свойства силовых линий и правила построения линий электрического поля. Вот вам вопрос, что такое тестовый заряд и точечный заряд в электрическом поле?
Проводники и электрические поля в статическом равновесии
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
Перечислите три свойства проводника в электростатическом равновесии.
Объясните влияние электрического поля на свободные заряды в проводнике.
Объясните, почему внутри проводника не может быть электрического поля.
Опишите электрическое поле, окружающее Землю.
Объясните, что происходит с электрическим полем, приложенным к проводнику неправильной формы.
Опишите, как работает громоотвод.
Объясните, как металлический автомобиль может защитить находящихся внутри пассажиров от опасных электрических полей, возникающих в результате касания сбитой линией автомобиля.
Проводники содержат бесплатных зарядов , которые легко перемещаются. Когда на проводник помещается избыточный заряд или проводник помещается в статическое электрическое поле, заряды в проводнике быстро реагируют, достигая устойчивого состояния, называемого электростатическим равновесием .
На рис. 1 показано влияние электрического поля на свободные заряды в проводнике. Свободные заряды движутся до тех пор, пока поле не станет перпендикулярно поверхности проводника. В электростатическом равновесии не может быть компонента поля, параллельного поверхности, поскольку, если бы она была, это привело бы к дальнейшему перемещению заряда.Показан положительный свободный заряд, но свободные заряды могут быть как положительными, так и отрицательными, и, фактически, в металлах они отрицательны. Движение положительного заряда эквивалентно движению отрицательного заряда в противоположном направлении.
Рис. 1. Когда к проводнику приложено электрическое поле E, свободные заряды внутри проводника перемещаются до тех пор, пока поле не станет перпендикулярным поверхности. (а) Электрическое поле — это векторная величина, имеющая как параллельные, так и перпендикулярные компоненты. Параллельная составляющая (E∥) воздействует на свободный заряд q силой (F∥), которая перемещает заряд до тех пор, пока F∥ = 0.(б) Получающееся поле перпендикулярно поверхности. Свободный заряд был доставлен к поверхности проводника, в результате чего электростатические силы остались в равновесии.
Проводник, помещенный в электрическое поле , будет поляризованным на . На рисунке 2 показан результат помещения нейтрального проводника в первоначально однородное электрическое поле. Поле усиливается около проводника, но полностью исчезает внутри него.
Рис. 2. На этом рисунке показан сферический проводник в статическом равновесии с первоначально однородным электрическим полем.Свободные заряды перемещаются внутри проводника, поляризуя его, пока силовые линии электрического поля не станут перпендикулярны поверхности. Силовые линии заканчиваются избыточным отрицательным зарядом на одном участке поверхности и снова начинаются на избыточном положительном заряде на противоположной стороне. Внутри проводника отсутствует электрическое поле, так как свободные заряды в проводнике будут продолжать двигаться в ответ на любое поле, пока оно не будет нейтрализовано.
Предупреждение о заблуждении: электрическое поле внутри проводника
Избыточные заряды, помещенные на сферический проводник, отталкиваются и перемещаются до тех пор, пока не будут равномерно распределены, как показано на рисунке 3.Избыточный заряд выталкивается на поверхность до тех пор, пока поле внутри проводника не станет нулевым. Вне проводника поле точно такое же, как если бы проводник был заменен точечным зарядом в его центре, равным избыточному заряду.
Рис. 3. Взаимное отталкивание избыточных положительных зарядов сферического проводника равномерно распределяет их по его поверхности. Возникающее электрическое поле перпендикулярно поверхности и равно нулю внутри. Вне проводника поле идентично полю точечного заряда в центре, равного избыточному заряду.
Свойства проводника в электростатическом равновесии
Электрическое поле внутри проводника равно нулю.
Сразу за проводником силовые линии электрического поля перпендикулярны его поверхности и заканчиваются или начинаются на зарядах на поверхности.
Любой избыточный заряд полностью находится на поверхности или поверхностях проводника.
Свойства проводника согласуются с уже обсужденными ситуациями и могут использоваться для анализа любого проводника в электростатическом равновесии.Это может привести к новым интересным открытиям, например, описанным ниже.
Как можно создать очень однородное электрическое поле? Рассмотрим систему из двух металлических пластин с противоположными зарядами на них, как показано на рисунке 4. Свойства проводников в электростатическом равновесии показывают, что электрическое поле между пластинами будет однородным по силе и направлению. За исключением краев, избыточные заряды распределяются равномерно, создавая силовые линии, которые равномерно разнесены (следовательно, однородны по силе) и перпендикулярны поверхностям (следовательно, однородны по направлению, поскольку пластины плоские).Краевые эффекты менее важны, когда пластины расположены близко друг к другу.
Рис. 4. Две металлические пластины с равными, но противоположными избыточными зарядами. Поле между ними одинаково по силе и направлению, за исключением краев. Одно из применений такого поля — создание равномерного ускорения зарядов между пластинами, например, в электронной пушке телевизионной лампы.
Электрическое поле Земли
Рис. 5. Электрическое поле Земли. (а) Поле хорошей погоды. Земля и ионосфера (слой заряженных частиц) являются проводниками.Они создают однородное электрическое поле около 150 Н / Кл. (Источник: Д. Х. Паркс) (б) Штормовые поля. При наличии грозовых облаков местные электрические поля могут быть больше. В очень сильных полях изолирующие свойства воздуха нарушаются, и может возникнуть молния. (кредит: Ян-Йуст Верхоф)
Землю окружает почти однородное электрическое поле приблизительно 150 N / C, направленное вниз, которое окружает Землю, и его величина немного увеличивается по мере приближения к поверхности. Что вызывает электрическое поле? На высоте около 100 км над поверхностью Земли у нас есть слой заряженных частиц, который называется ионосферой .Ионосфера ответственна за ряд явлений, включая электрическое поле, окружающее Землю. В хорошую погоду ионосфера является положительной, а Земля в значительной степени отрицательной, поддерживая электрическое поле (рис. 5а).
В штормовых условиях образуются облака, и локализованные электрические поля могут быть больше и меняются по направлению (рис. 5b). Точное распределение заряда зависит от местных условий, и возможны вариации рисунка 5b.
Если электрическое поле достаточно велико, изолирующие свойства окружающего материала нарушаются, и он становится проводящим.Для воздуха это происходит при примерно 3 × 10 ⁶ N / C. Воздух ионизирует ионы, и электроны рекомбинируют, и мы получаем разряд в виде искр молнии и коронного разряда.
Электрические поля на неровной поверхности
До сих пор мы рассматривали избыточные заряды на гладкой симметричной поверхности проводника. Что будет, если у проводника острые углы или заостренный? Избыточные заряды на неоднородном проводнике концентрируются в самых острых точках. Кроме того, избыточный заряд может перемещаться по проводнику или с него в самых острых местах.
Чтобы увидеть, как и почему это происходит, рассмотрим заряженный проводник на рис. 6. Электростатическое отталкивание одинаковых зарядов наиболее эффективно при раздвигании их на самой плоской поверхности, поэтому они становятся там меньше всего. Это связано с тем, что силы между идентичными парами зарядов на обоих концах проводника идентичны, но компоненты сил, параллельных поверхностям, различны. Компонент, параллельный поверхности, больше всего на самой плоской поверхности и, следовательно, более эффективен при перемещении заряда.
Такой же эффект производит на проводник внешнее электрическое поле, как показано на рисунке 6c. Поскольку силовые линии должны быть перпендикулярны поверхности, их больше сосредоточено на наиболее изогнутых частях.
Рис. 6. Избыточный заряд на неоднородном проводнике больше всего концентрируется в месте наибольшей кривизны. (а) Силы между идентичными парами зарядов на обоих концах проводника идентичны, но компоненты сил, параллельных поверхности, различны.Именно F _∥ раздвигает заряды, когда они достигают поверхности. (b) F наименьшее на более остром конце, заряды оставлены ближе друг к другу, создавая показанное электрическое поле. (c) Незаряженный проводник в первоначально однородном электрическом поле поляризован с наиболее концентрированным зарядом на его самом остром конце.
Применение проводников
Рис. 7. Заостренный проводник имеет большую концентрацию заряда на острие.Электрическое поле очень сильное в точке и может оказывать достаточно большую силу, чтобы переносить заряд на проводник или с него. Громоотводы используются для предотвращения накопления больших избыточных зарядов на конструкциях и, таким образом, являются заостренными.
На очень сильно изогнутой поверхности, такой как показано на рисунке 7, заряды настолько сконцентрированы в точке, что возникающее электрическое поле может быть достаточно большим, чтобы удалить их с поверхности. Это может быть полезно.
Молниеотводы работают лучше всего, когда они наиболее острыми.Большие заряды, создаваемые грозовыми облаками, вызывают противоположный заряд в здании, что может привести к удару молнии в здание. Индуцированный заряд постоянно сбрасывается громоотводом, предотвращая более драматический удар молнии.
Конечно, иногда мы хотим предотвратить передачу заряда, а не облегчить ее. В этом случае проводник должен быть очень гладким и иметь как можно больший радиус кривизны. (См. Рис. 8.) Гладкие поверхности используются на высоковольтных линиях электропередачи, например, для предотвращения утечки заряда в воздух.
Еще одно устройство, использующее некоторые из этих принципов, — это клетка Фарадея . Это металлический щит, закрывающий объем. Все электрические заряды будут находиться на внешней поверхности этого экрана, а внутри не будет электрического поля. Клетка Фарадея используется для предотвращения влияния паразитных электрических полей в окружающей среде на чувствительные измерения, такие как электрические сигналы внутри нервной клетки.
Во время грозы, если вы ведете машину, лучше всего оставаться внутри машины, поскольку ее металлический корпус действует как клетка Фарадея с нулевым электрическим полем внутри.Если в непосредственной близости от удара молнии, ее воздействие ощущается снаружи автомобиля, а внутренняя часть остается неизменной, если вы остаетесь полностью внутри. Это также верно, если активный («горячий») электрический провод был оборван (во время шторма или аварии) и упал на вашу машину.
Рис. 8. (a) Громоотвод направлен для облегчения передачи заряда. (Источник: Romaine, Wikimedia Commons) (б) Этот генератор Ван де Граафа имеет гладкую поверхность с большим радиусом кривизны, чтобы предотвратить передачу заряда и позволить генерировать большое напряжение.Взаимное отталкивание одинаковых зарядов проявляется в волосах человека при прикосновении к металлической сфере. (Источник: Джон «ShakataGaNai» Дэвис / Wikimedia Commons).
Сводка раздела
Проводник позволяет свободным зарядам перемещаться внутри себя.
Электрические силы вокруг проводника заставят свободные заряды перемещаться внутри проводника до тех пор, пока не будет достигнуто статическое равновесие.
Любой избыточный заряд будет собираться на поверхности проводника.
Проводники с острыми углами или концами собирают больше заряда в этих точках.
Громоотвод — это проводник с заостренными концами, который собирает на здании избыточный заряд, вызванный грозой, и позволяет ему рассеиваться обратно в воздух.
Электрические бури возникают, когда электрическое поле поверхности Земли в определенных местах становится более заряженным из-за изменений изолирующего эффекта воздуха.
Клетка Фарадея действует как щит вокруг объекта, предотвращая проникновение электрического заряда внутрь.
Концептуальные вопросы
Объект на рисунке 9 — проводник или изолятор? Обосновать ответ.
Рисунок 9.
Линии внешнего поля, входящие в объект с одного конца и выходящие с другого, показаны линиями.
Если бы силовые линии электрического поля на рисунке выше были перпендикулярны объекту, был бы он обязательно проводником? Объяснять.
Обсуждение электрического поля между двумя параллельными проводящими пластинами в этом модуле утверждает, что краевые эффекты менее важны, если пластины расположены близко друг к другу. Что значит закрыть? То есть действительно ли решающее значение имеет фактическое разделение пластин или отношение расстояния между пластинами к площади пластины?
Будет ли само созданное электрическое поле на конце заостренного проводника, такого как громоотвод, удалять положительный или отрицательный заряд с проводника? Будет ли такой же знаковый заряд быть удален с нейтрального остроконечного проводника путем приложения аналогичного внешнего электрического поля? (Ответы на оба вопроса имеют значение для точек использования переноса заряда.)
Почему гольфистка с металлической клюшкой на плече уязвима для удара молнии на открытом фарватере? Будет ли ей безопаснее под деревом?
Может ли пояс ускорителя Ван де Граафа быть проводником? Объяснять.
Вы относительно защищены от удара молнии внутри автомобиля? Назовите две причины.
Обсудите плюсы и минусы заземления громоотвода по сравнению с простым прикреплением к зданию.
Используя симметрию расположения, покажите, что чистая кулоновская сила, действующая на заряд [латекс] q [/ латекс] в центре квадрата ниже (Рис. 10), равна нулю, если заряды в четырех углах точно равны.
Рис. 10. Четырехточечные заряды q _a , q _b , q _c и q _d лежат на углах квадрата, а q — на его центр.
(a) Используя симметрию расположения, покажите, что электрическое поле в центре квадрата на Рисунке 10 равно нулю, если заряды в четырех углах точно равны. (b) Покажите, что это также верно для любой комбинации зарядов, в которой q _a = q _b и q _b = q _c
(a) Каково направление общей кулоновской силы на q на рисунке 10, если q отрицательное, q _a = q _c и оба отрицательные, и q _b = q _c и оба положительные? б) Каково направление электрического поля в центре квадрата в этой ситуации?
Рассматривая рисунок 10, предположим, что q _a = q _d и q _b = q _c .Сначала покажите, что q находится в статическом равновесии. (Вы можете пренебречь силой тяжести.) Затем обсудите, является ли равновесие стабильным или нестабильным, отметив, что это может зависеть от знаков зарядов и направления смещения q от центра квадрата.
Если q _a = 0 на рисунке 10, при каких условиях не будет чистой кулоновской силы на q ?
В регионах с низкой влажностью у человека развивается особая «хватка» при открывании дверей автомобиля или касании металлических дверных ручек.Для этого нужно положить на устройство как можно большую часть руки, а не только кончики пальцев. Обсудите индуцированный заряд и объясните, почему это происходит.
На станциях взимания платы на проезжей части и мостах обычно в тротуаре втыкают кусок проволоки, который при приближении касается автомобиля. Зачем это делается?
Предположим, женщина несет лишний заряд. Может ли она стоять на земле в любой обуви для поддержания своего заряженного статуса? Как бы вы ее уволили? Каковы будут последствия, если она просто уйдет?
Задачи и упражнения
Изобразите линии электрического поля вблизи проводника на рис. 11, учитывая, что поле изначально было однородным и параллельно длинной оси объекта.Является ли результирующее поле маленьким возле длинной стороны объекта?
Рисунок 11
Изобразите линии электрического поля вблизи проводника на рис. 12, учитывая, что поле изначально было однородным и параллельно длинной оси объекта. Является ли результирующее поле маленьким возле длинной стороны объекта?
Рисунок 12.
Изобразите электрическое поле между двумя проводящими пластинами, показанными на рисунке 13, при условии, что верхняя пластина является положительной, а на нижней пластине находится равное количество отрицательного заряда.Обязательно укажите распределение заряда на пластинах.
Рисунок 13.
Изобразите линии электрического поля вблизи заряженного изолятора на рис. 14, отметив его неоднородное распределение заряда.
Рис. 14. Заряженный изолирующий стержень, который может быть использован в демонстрации в классе.
Какова сила, действующая на заряд, расположенный в точке x = 8,00 см на рисунке 15a, при условии, что q = 1,00 мкКл?
Рис. 15. (a) Точечные заряды, расположенные в точке 3.00, 8,00 и 11,0 см по оси абсцисс. (b) Точечные заряды, расположенные на расстоянии 1,00, 5,00, 8,00 и 14,0 см по оси абсцисс.
(a) Найдите полное электрическое поле при x = 1,00 см на рисунке 15b, учитывая, что q = 5,00 нКл. (b) Найдите полное электрическое поле x = 11,00 см на рисунке 15b. (c) Если заряды могут двигаться и в конечном итоге останавливаться за счет трения, какова будет окончательная конфигурация заряда? (То есть будет одинарная зарядка, двойная зарядка и т. Д., и каковы будут его значения?)
(a) Найдите электрическое поле при x = 5,00 см на рисунке 15a, учитывая, что q = 1,00 мкКл. (b) В каком положении между 3,00 и 8,00 см полное электрическое поле такое же, как и для только −2 q ? (c) Может ли электрическое поле быть нулевым в диапазоне от 0,00 до 8,00 см? (d) При очень больших положительных или отрицательных значениях x электрическое поле приближается к нулю как в (a), так и (b). В каких случаях он наиболее быстро приближается к нулю и почему? (e) В какой позиции справа от 11.0 см — это нулевое полное электрическое поле, кроме как на бесконечности? (Подсказка: графический калькулятор может значительно помочь в решении этой проблемы.)
(a) Найдите полную кулоновскую силу на заряде 2,00 нКл, расположенном в точке x = 4,00 см на рисунке 15b, учитывая, что q = 1,00 мкКл. (b) Найдите положение x , в котором электрическое поле равно нулю на рисунке 15b.
Используя симметрию расположения, определите направление силы на q на рисунке ниже, учитывая, что q _a = q _b = +7.50 мкКл и q _c = q _d = -7,50 мкКл. (b) Рассчитайте величину силы, действующей на заряд q , учитывая, что квадрат со стороной 10,0 см и q = 2,00 мкКл.
Рисунок 16.
(a) Используя симметрию расположения, определите направление электрического поля в центре квадрата на рисунке, учитывая, что q _a = q _b = -1,00 мкКл и q _c = q _d = +1.00 мкКл. (b) Рассчитайте величину электрического поля в точке q, учитывая, что квадрат со стороной 5,00 см.
Найдите электрическое поле в точке q _a на рисунке 16, учитывая, что q _b = q _c = q _d = +2,00 нКл, q = — 1,00 нКл, а сторона квадрата 20,0 см.
Найдите полную кулоновскую силу на заряде q на рисунке 16, учитывая, что q = 1.00 μ C, q _a = 2,00 μ C, q _b = −3,00 μ C, q _c = -4,00 μ C и q _d = +1,00 μ C. Квадрат со стороной 50,0 см.
(a) Найдите электрическое поле в точке q _a на рисунке 17, учитывая, что q _b = +10,00 μ C и q _c = –5,00 μ С.(b) Какова сила, действующая на q _a , учитывая, что q _a = +1,50 нКл?
Рис. 17. Точечные заряды, расположенные в углах равностороннего треугольника со стороной 25,0 см.
(a) Найдите электрическое поле в центре треугольной конфигурации зарядов на рисунке 17, учитывая, что q _a = +2,50 нКл, q _b = -8,00 нКл и q _c = +1,50 нКл. (b) Существует ли какая-либо комбинация зарядов, кроме q _a = q _b = q _c , которая создаст электрическое поле нулевой напряженности в центре треугольной конфигурации?
Глоссарий
проводник: объект, свойства которого позволяют зарядам свободно перемещаться внутри него
бесплатный заряд: электрический заряд (положительный или отрицательный), который может перемещаться отдельно от своей основной молекулы
электростатическое равновесие: электростатически сбалансированное состояние, в котором все свободные электрические заряды перестали двигаться примерно
поляризованный: состояние, в котором положительные и отрицательные заряды в объекте собраны в разных местах
ионосфера: слой заряженных частиц, расположенный примерно в 100 км над поверхностью Земли, который отвечает за ряд явлений, включая электрическое поле вокруг Земли
Клетка Фарадея: металлический экран, предотвращающий проникновение электрического заряда на ее поверхность
Избранные решения проблем и упражнения
6.(а) E _x _{= 1,00 см} = −∞; (б) 2,12 × 10 ⁵ N / C; (c) один заряд + q
8. а — 0,252 Н влево; (б) x = 6,07 см
10. (a) Электрическое поле в центре квадрата будет прямо вверх, так как q _a и q _b положительны, а q _c и q _d отрицательны и все имеют одинаковую величину; (Би 2.{\ circ} \\ [/ latex], ниже горизонтали; (б) №
Учебник по физике: электрические поля и проводники
Ранее мы показали в Уроке 4, что любой заряженный объект — положительный или отрицательный, проводник или изолятор — создает электрическое поле, которое пронизывает окружающее его пространство. В случае с проводниками есть множество необычных характеристик, о которых мы могли бы подробнее рассказать. Вспомните из Урока 1, что проводник — это материал, который позволяет электронам относительно свободно перемещаться от атома к атому.Было подчеркнуто, что, когда проводник приобретает избыточный заряд, избыточный заряд перемещается и распределяется по проводнику таким образом, чтобы уменьшить общее количество сил отталкивания внутри проводника. Мы рассмотрим это более подробно в этом разделе Урока 4, когда познакомимся с идеей электростатического равновесия. Электростатическое равновесие — это состояние, устанавливаемое заряженными проводниками, в котором избыточный заряд оптимально удален, чтобы уменьшить общее количество сил отталкивания.Как только заряженный проводник достигает состояния электростатического равновесия, дальнейшее движение заряда по поверхности прекращается.
Электрические поля внутри заряженных проводников
Заряженные проводники, достигшие электростатического равновесия, обладают рядом необычных характеристик. Одной из характеристик проводника в электростатическом равновесии является то, что электрическое поле в любом месте под поверхностью заряженного проводника равно нулю.Если бы электрическое поле действительно существовало под поверхностью проводника (и внутри него), то электрическое поле оказывало бы силу на все электроны, которые там присутствовали. Эта результирующая сила начнет ускорять и перемещать эти электроны. Но объекты, находящиеся в состоянии электростатического равновесия, больше не имеют движения заряда по поверхности. Так что, если бы это произошло, то первоначальное утверждение, что объект находился в состоянии электростатического равновесия, было бы ложным. Если электроны внутри проводника приняли состояние равновесия, то результирующая сила, действующая на эти электроны, равна нулю.Силовые линии электрического поля либо начинаются, либо заканчиваются на заряде, а в случае проводника заряд существует только на его внешней поверхности. Линии идут от этой поверхности наружу, а не внутрь. Это, конечно, предполагает, что наш проводник не окружает область пространства, где был другой заряд.
Чтобы проиллюстрировать эту характеристику, давайте рассмотрим пространство между двумя концентрическими проводящими цилиндрами разного радиуса и внутри них, как показано на диаграмме справа.Внешний цилиндр заряжен положительно. Внутренний цилиндр заряжен отрицательно. Электрическое поле вокруг внутреннего цилиндра направлено в сторону отрицательно заряженного цилиндра. Поскольку этот цилиндр не окружает область пространства, где есть другой заряд, можно сделать вывод, что избыточный заряд находится исключительно на внешней поверхности этого внутреннего цилиндра. Электрическое поле внутри внутреннего цилиндра было бы нулевым. При рисовании силовых линий электрического поля линии будут проводиться от внутренней поверхности внешнего цилиндра к внешней поверхности внутреннего цилиндра.Что касается избыточного заряда на внешнем цилиндре, нужно учитывать не только силы отталкивания между зарядами на его поверхности. Хотя избыточный заряд на внешнем цилиндре стремится уменьшить силы отталкивания между его избыточным зарядом, он должен уравновесить это с тенденцией притяжения к отрицательным зарядам на внутреннем цилиндре. Поскольку внешний цилиндр окружает заряженную область, характеристика заряда, находящегося на внешней поверхности проводника, не применяется.
Эта концепция нулевого электрического поля внутри замкнутой проводящей поверхности была впервые продемонстрирована Майклом Фарадеем, физиком XIX века, который продвигал полевую теорию электричества.Фарадей построил комнату внутри комнаты, накрыв внутреннюю комнату металлической фольгой. Он сидел во внутренней комнате с электроскопом и заряжал поверхности внешней и внутренней комнаты с помощью электростатического генератора. Хотя между стенами двух комнат летели искры, во внутренней комнате не было обнаружено электрического поля. Избыточный заряд на стенах внутренней комнаты полностью приходился на внешнюю поверхность комнаты. Сегодня эта демонстрация часто повторяется на демонстрационных показах физики в музеях и университетах.
Внутренняя комната с проводящей рамкой, которая защищала Фарадея от статического заряда, теперь называется клеткой Фарадея . Клетка служит для защиты всех, кто находится внутри, от воздействия электрических полей. Любая закрытая проводящая поверхность может служить клеткой Фарадея, защищая все, что она окружает, от потенциально разрушительного воздействия электрических полей. Этот принцип экранирования широко используется сегодня, поскольку мы защищаем хрупкое электрическое оборудование, заключая его в металлические корпуса.Даже хрупкие компьютерные микросхемы и другие компоненты поставляются внутри проводящей пластиковой упаковки, которая защищает микросхемы от потенциально разрушительного воздействия электрических полей. Это еще один пример «Физики для лучшей жизни».
Электрические поля перпендикулярны заряженным поверхностям
Вторая характеристика проводников в электростатическом равновесии состоит в том, что электрическое поле на поверхности проводника направлено полностью перпендикулярно поверхности.Не может быть компонента электрического поля (или электрической силы), параллельного поверхности. Если проводящий объект имеет сферическую форму, это означает, что перпендикулярные векторы электрического поля выровнены с центром сферы. Если объект имеет неправильную форму, то вектор электрического поля в любом месте перпендикулярен касательной линии, проведенной к поверхности в этом месте.
Понимание того, почему эта характеристика верна, требует понимания векторов, силы и движения.Движение электронов, как и любого физического объекта, подчиняется законам Ньютона. Одним из результатов законов Ньютона было то, что несбалансированные силы заставляют объекты ускоряться в направлении несбалансированной силы, а баланс сил заставляет объекты оставаться в равновесии. Эта истина составляет основу того, почему электрические поля должны быть направлены перпендикулярно поверхности проводящих объектов. Если бы существовала составляющая электрического поля, направленная параллельно поверхности, то избыточный заряд на поверхности приводил бы в ускоренное движение этой составляющей.Если заряд приводится в движение, то объект, на котором он находится, не находится в состоянии электростатического равновесия. Следовательно, электрическое поле должно быть полностью перпендикулярно проводящей поверхности для объектов, находящихся в электростатическом равновесии. Конечно, проводящий объект, который недавно приобрел избыточный заряд, имеет компонент электрического поля (и электрической силы), параллельный поверхности; именно этот компонент воздействует на вновь приобретенный избыточный заряд, распределяя избыточный заряд по поверхности и устанавливая электростатическое равновесие.Но как только оно достигнуто, больше нет ни параллельной составляющей электрического поля, ни движения избыточного заряда.
Электрические поля и кривизна поверхности
Третьей характеристикой проводящих объектов в электростатическом равновесии является то, что электрические поля наиболее сильны в местах вдоль поверхности, где объект наиболее изогнут. Кривизна поверхности может варьироваться от абсолютной плоскостности на одном конце до изгиба до тупой точки на другом конце.
Плоское место не имеет кривизны и характеризуется относительно слабыми электрическими полями. С другой стороны, тупое острие имеет высокую степень кривизны и характеризуется относительно сильными электрическими полями. Сфера имеет одинаковую форму с одинаковой кривизной во всех точках ее поверхности. Таким образом, напряженность электрического поля на поверхности сферы везде одинакова.
Чтобы понять причину этой третьей характеристики, мы рассмотрим объект неправильной формы, который заряжен отрицательно.У такого объекта избыток электронов. Эти электроны будут распределяться таким образом, чтобы уменьшить действие их сил отталкивания. Поскольку электростатические силы изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния, эти электроны будут стремиться позиционировать себя так, чтобы увеличивать свое расстояние друг от друга. На сфере правильной формы максимальное расстояние между всеми соседними электронами будет одинаковым. Но на объекте неправильной формы избыточные электроны будут накапливаться с большей плотностью в местах наибольшей кривизны.Рассмотрим диаграмму справа. Электроны A и B расположены вдоль более плоского участка поверхности. Как и все электроны с хорошим поведением, они отталкиваются друг от друга. Силы отталкивания направляются вдоль линии, соединяющей заряд с зарядом, в результате чего сила отталкивания в основном параллельна поверхности. С другой стороны, электроны C и D расположены вдоль участка поверхности с более резкой кривизной. Эти избыточные электроны также отталкивают друг друга с силой, направленной вдоль линии, соединяющей заряд с зарядом.Но теперь сила направлена под более острым углом к поверхности. Составляющие этих сил, параллельные поверхности, значительно меньше. Большая часть силы отталкивания между электронами C и D направлена перпендикулярно поверхности.
Параллельные компоненты этих сил отталкивания заставляют избыточные электроны перемещаться по поверхности проводника. Электроны будут двигаться и распределяться, пока не будет достигнуто электростатическое равновесие. По достижении, равнодействующая всех параллельных компонентов на любом данном избыточном электроне (и на всех избыточных электронах) будет в сумме равняться нулю.Все параллельные компоненты силы, действующие на каждый из электронов, должны быть равны нулю, поскольку результирующая сила, параллельная поверхности проводника, всегда равна нулю (вторая характеристика, обсуждаемая выше). Для того же расстояния разделения параллельная составляющая силы является наибольшей в случае электронов A и B. Таким образом, чтобы достичь этого баланса параллельных сил, электроны A и B должны дистанцироваться друг от друга дальше, чем электроны C и D. Электроны C и D, с другой стороны, могут сближаться друг с другом в месте своего расположения, поскольку параллельная составляющая сил отталкивания меньше.В конце концов, относительно большое количество заряда скапливается в местах наибольшей кривизны. Это большее количество заряда в сочетании с тем фактом, что их силы отталкивания в основном направлены перпендикулярно поверхности, приводит к значительно более сильному электрическому полю в таких местах с повышенной кривизной.
Тот факт, что поверхности с резкими изгибами до тупой кромки создают сильные электрические поля, является основным принципом использования громоотводов.В следующем разделе Урока 4 мы исследуем явление разряда молнии и использование громоотводов для предотвращения ударов молнии.
Мы хотели бы предложить … Иногда просто прочитать об этом недостаточно. Вы должны с ним взаимодействовать! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного приложения «Положите заряд в цель» и / или интерактивного интерфейса «Электростатические ландшафты».Оба интерактивных компонента можно найти в разделе Physics Interactives на нашем веб-сайте. Оба Interactives предоставляют увлекательную среду для изучения электрических полей и действий на расстоянии.

Проверьте свое понимание
Используйте свое понимание, чтобы ответить на следующие вопросы. По завершении нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.
1. Предположим, что сфера генератора Ван де Граафа собирает заряд.Затем двигатель выключают, и сфере дают возможность достичь электростатического равновесия. Заряд ___.
а. находится как на его поверхности, так и во всем объеме
г. находится в основном внутри сферы и выходит наружу только при прикосновении
г. находится только на поверхности сферы

2.Опишите напряженность электрического поля в шести отмеченных местах заряженного объекта неправильной формы справа. Используйте в описании фразы «ноль», «относительно слабый», «умеренный» и относительно сильный «.
3. Справа показана схема заряженного проводника неправильной формы. Обозначены четыре точки на поверхности — A, B, C и D.Расположите эти места в порядке возрастания силы их электрического поля, начиная с наименьшего электрического поля.

4. Рассмотрите схему кнопки, показанную справа. Предположим, что канцелярская кнопка заряжается положительно. Нарисуйте линии электрического поля вокруг кнопки.
См. Схему силовых линий электрического поля.

5.Изобразите линии электрического поля для следующей конфигурации двух объектов. Разместите стрелки на линиях поля.
См. Схему силовых линий электрического поля.

6. Любимая демонстрация физики, используемая с генератором Ван де Граафа, включает в себя медленное приближение к куполу с протянутой к устройству скрепкой для бумаг. Почему демонстратор не поджаривается при приближении к машине с торчащим вперед тупым краем скрепки?
7. ИСТИНА или ЛОЖЬ :
Громоотводы устанавливаются на дома, чтобы защитить их от молнии. Они работают, потому что электрическое поле вокруг молниеотводов слабое; таким образом, существует небольшой поток заряда между громоотводами / домом и заряженными облаками.
Схема линий электрического поля
для вопроса № 4:
Приведенная выше диаграмма не была создана программой Field Plotting; это, безусловно, выглядело бы лучше, если бы это было так.Ваш ответ может выглядеть иначе (особенно при сравнении деталей), но он должен иметь следующие общие характеристики с диаграммой, приведенной здесь:
Силовые линии электрического поля должны быть направлены от положительно заряженной кнопки к краям страницы. На каждой линии поля ДОЛЖНА быть стрелка, указывающая направление.
Все силовые линии электрического поля должны быть перпендикулярны поверхности кнопки в местах пересечения линий и кнопки.
Должно быть больше линий на заостренном конце кнопки и двух резко изогнутых участках и меньше линий на более плоских участках кнопки.
Вернуться к вопросу №4
Схема линий электрического поля
для вопроса № 5:
Опять же, приведенная выше диаграмма не была создана программой Field Plotting; это, вероятно, выглядело бы лучше, если бы это было так.Ваш ответ может выглядеть иначе (особенно при сравнении деталей), но он должен иметь следующие общие характеристики с диаграммой, приведенной здесь:
Линии поля должны быть направлены от + к — или от края страницы к — или от + к краю страницы. На каждой линии поля ДОЛЖНА быть стрелка, указывающая направление.
На поверхности любого объекта силовые линии должны быть направлены перпендикулярно поверхности.
На резко изогнутых и заостренных поверхностях объектов должно быть больше линий и меньше линий на более плоских участках.
Вернуться к вопросу № 5
Свойства материалов в сильном электрическом поле
Содержание главы
Содержание книги
Последние тенденции и перспективы на будущее
2017, страницы 791-823
Аннотация
Существующие требования к высокопроизводительным инженерным материалам для улучшения социальных и социальных условий. технологические ценности требуют исследований и разработок материалов в экстремальных условиях термодинамических или физических параметров.В частности, потребность в более новых и более дешевых материалах для применения в экстремальных электрических полях является актуальной из-за их важности в промышленных приложениях с высокой электрической нагрузкой, удержанием и удержанием чрезвычайно высокого электрического поля и передачей электроэнергии на большие расстояния. Исследования таких материалов для хранения и изоляции сильного электрического поля — вековая деятельность, однако более поздние разработки экспериментального оборудования и понимание поведения носителей заряда и механизма проводимости в материале сделали эту тему передовой областью исследований. современные исследования.Материалы с высокой диэлектрической проницаемостью, низкой утечкой и чрезвычайно высоким напряжением пробоя были одним из таких классов, которые широко использовались в силовых электронных схемах и миниатюризации электронных устройств. Точно так же материалы с чрезвычайно низким сопротивлением и сверхпроводники становятся важными для кабелей с высокой плотностью тока и изготовления больших электромагнитов.

Характеристики электрического поля	Формула	Особенности
Электрический заряд-источник электрического поля	1)Закон сохранения электрического заряда: В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной. 2)Если два заряда соединили, затем разъединили, то образовавшиеся заряды будут равны 3)Между одноимённо заряженными телами возникает электростатическое (или кулоновское) отталкивание, а между разноимённо заряженными — электростатическое притяжение. Пример: Два маленьких одинаковых шарикаимеют заряды 4Кли -9Кл.Каким станет заряд каждого шарика, если их привести в соприкосновение, а потом вновь раздвинуть?
Электрическая сила Закон Кулона — сила взаимодействия 2-х точечно заряженных тел прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.	если заряды в вакууме или в воздухе если заряд в среде с диэлектриком Пример: Модуль силы воздействия одного неподвижного точечного заряженного тела на другое равен F . Чему станет равен модуль этой силы, если увеличить заряд одного тела в 2 раза, а второго – в 3 раза?	— относительная диэлектрическая проницаемость среды –число показывающее, во сколько раз напряженность электростатического поля в однородном диэлектрике меньше, чем напряженность в вакууме. k=9·10 9
Напряженностьэлектрического поля – силовая характеристика электрического поля. Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд.	Напряженность – это векторная величина, равная в каждой точке отношению силы, действующей на пробный заряд, помещенный в эту точку поля, к величине этого заряда: Напряженность электрического поля для точечного заряда	Силовые линии электрического поля – линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора напряженности. Густота линий выбирается таким образом, чтобы количество линий, пронизывающих единицу поверхности, перпендикулярной к линиям площадки, было бы равно модулю вектора напряженности.
Принцип суперпозиции напряженности–если в некоторой точке пространства различный заряды создают электрические поля, то результирующая напряжённость в этой точке будет равна векторной сумме напряженностей каждого поля.	Пример1.: Найдите напряженность в средней точке, если q 1 =8нКл, q 2 =-6нКл Е=Е 1 +Е 2 Пример2.: Найдите напряженность в точке удаленной от первого заряда на расстоянии 8см, а от второго на 6см, если q 1 =8нКл, q 2 =-6нКл Пример3.: Найдите напряженность в точке удаленной от первого заряда на расстоянии r 1 , а от второго на r 2 , если q 1 =8нКл, q 2 =-6нКл	Линии напряженности заряженных тел:
Потенциал – энергетическая характеристика поля. Отношение потенциальной энергии к заряду. Эквипотенциальныминазываются поверхности равного потенциала. Разность потенциалов = Напряжению Принцип суперпозиции потенциалов полей: если поле создано несколькими зарядами, потенциал в любой точке равен алгебраической сумме потенциалов, созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности.	Потенциал точечного заряда Связь потенциала и напряжённости	Потенциал поля положительного заряда уменьшаетсяпри удалении от заряда, а потенциал поля отрицательногозаряда увеличивается. В проводниках · положительныезаряды перемещаются от потенциала · отрицательныезаряды — наоборот Линии напряженности направлены в сторону убыванияпотенциала
Работа силы электростатического поля	Пример:Какуюработусовершит поле по переносу заряда q 1 из точки А в В
Работа по переносу заряда q 1 из точки с потенциалом в точку с потенциалом
Энергия электрического поля (заряженного проводника)