Электрическое поле и его характеристики

 

У многих возникают вопросы, что же именно представляет собой электрическое поле? В чём разница между электрическим полем и полем электромагнитным? И самый главный вопрос, как поле может влиять на окружающие предметы и человека, и как можно измерить силу этого воздействия?

Вопросов много для одного понятия, поэтому нужно во всём последовательно разобраться. Для этого лучше всего строго разделить все понятия, что к чему относится.

Электрическое и электромагнитное поле

В первую очередь, стоит заметить, что нельзя путать эти два понятия, несмотря на то, что они немного схожи. В природе существует электрические и магнитные поля, взаимодействующие между собой и, при определённых условиях могут порождающие друг друга.

Электромагнитное поле – это итог взаимодействия электрического и магнитного полей, фундаментальное физическое поле, которое возникает вокруг заряженных тел. Таким образом, электрическое поле – это часть поля электромагнитного, которое в свою очередь порождает электромагнитные волны, распространяющиеся в пространстве со скоростью света. Это не что иное, как возмущения электромагнитного поля.

Электрическое поле

Как уже было сказано ранее, электрическое поле – это часть фундаментального электромагнитного поля, это особый вид материи, который существует вокруг заряженных тел или частиц.

Оно может существовать и в свободном виде, когда происходят изменения магнитного поля, так как они напрямую зависят друг от друга и взаимодействуют между собой. Примером такого изменения могут быть электромагнитные волны.

Итак, электрическое поле возникает в пространстве вокруг заряженных тел и представляет собой вид материи, невидимой для обычного зрения человека. Но и его можно зафиксировать и измерить, благодаря тем характеристикам, которыми оно обладает.

На находящиеся в поле тела постоянно действуют электрические силы, они определяют запас энергии, которым обладает данное электрическое поле. На схемах электрическое поле изображают в виде непрерывных силовых линий – это традиционное представление, которое принято во всём мире.

Силовые линии не являются вымыслом, они фактически существуют на самом деле. Если в электрическое поле поместить частички гипса, предварительно взвешенные в масле, то они будут поворачиваться вдоль линий, так можно определить направление.

Напряжённость электрического поля

Электрическое поле можно измерить. В качестве количественного показателя вводится такое понятие, как напряжённость электрического поля – это его силовая характеристика. Суть этой характеристики в том, что поле действует на любой заряд внутри его с некоторой определённой силой, а, следовательно, эту силу можно измерить и определить интенсивность её воздействия.

Другими словами, напряжённость – это отношение силы, действующей на заряд, к величине этого заряда. В электротехнике с помощью напряжённости электрического поля характеризуют его интенсивность. Напряжённость можно назвать основной характеристикой электрического поля, его «силу и мощность»

Электрический потенциал

У электрического поля можно измерить различные количественные характеристики, можно определить его интенсивность и силу воздействия. По этим показателям можно судить о том воздействии, которое оно может оказывать на тела и на человека.

Но у электрического поля есть и другая характеристика, которую можно назвать запасом энергии. Этот запас энергии является способностью электрического поля совершать работу.

Что же именно подразумевается под этим? Энергию можно накопить, для этого, например, можно сжать или растянуть пружину, при этом пружина будет совершать определённую работу за счёт той энергии, которая появляется в ней.

Точно также обстоит дело и с электрическим полем. Стоит только внести в него заряженное тело или частицу, то сразу высвобождается запас энергии. Заряд начинает двигаться вдоль силовых линий поля, а, следовательно, он совершает определённую работу. Энергия сосредоточена в каждой точке электрического поля и может высвобождаться в такие моменты.

Для этой характеристики электрического поля ввели специальное понятие – электрический потенциал. Он существует для каждой конкретной точки и его значение будет равно той работе, которую совершат силы при перемещении заряда.

При рассмотрении понятия электрического потенциала можно говорить и о разности потенциалов. Можно представить себе человека, который поднимается по лестнице. Чтобы ему подняться на десятый этаж, ему понадобится больше энергии, чем для того, чтобы подняться на седьмой.

Так и в электрическом поле, чем дальше нужно переместить заряд, тем большую энергию нужно затратить.

В общих словах, электрический потенциал – это характеристика электрического поля, которая выражает его напряжённость. Она определяет «потенциал», запас энергии, работу, которую можно будет совершить.

Кстати, в некоторых частных случаях, когда изменения электрического и магнитного полей не происходит, электрический потенциал называется электростатическим. Это более упрощённый случай, и напряжённость высчитывается по более простой формуле.

Электрическое напряжение

Рассмотрев понятие электрического потенциала, можно переходить к ещё одной характеристике электрического поля – напряжению. Как уже было сказано ранее, каждая точка электрического поля обладает потенциалом, а между двумя разными точками образуется разница потенциалов.

Разница потенциалов, как правило, гораздо важней, так как чаще приходится иметь дело именно с этой характеристикой. При перемещении заряда в поле, потенциал определяет ту работу, которая совершается при этом.

Таким образом, напряжение определяется отношением работы электрического поля A к величине заряда q, который перемещается в нём. Если вспомнить пример с человеком, который поднимается по лестнице, то в этом случае нас мало интересуют конкретные высоты каждого этажа, на который ему нужно подняться. Нам гораздо важней именно то расстояние, которое нужно пройти, разница между ними.

Т. е., это и есть разница потенциалов, если ввести ещё и понятие груза, который нужно поднять на верхний этаж, можно понять, что значит напряжение.

Между двумя точками электрического поля существует разница потенциалов и возникает напряжение. Оно характеризует тот запас энергии, который может высвободиться при перемещении заряда между этими двумя точками внутри рассматриваемого электрического поля.

Все характеристики электрического поля зависят друг от друга, каждую их них можно определить, если известны другие. Напряжение – один из наиболее важных показателей электрической цепи, оно измеряется в Вольтах (В), по нему определяют работу и мощность.

Электрическое поле в природе и в быту

Электрические поля встречаются повсеместно, мы буквально окружены ими. Как правило, оно неразрывны с магнитными полями, образуя единые электромагнитные поля. Они возникают вокруг любого заряженного тела. Как пример – его можно получить, потерев обычную шариковую ручку о волосы.

Возле экранов телевизоров с электронно-лучевой трубкой или таких же мониторов компьютера, также возникает электрическое поле. Его можно даже почувствовать, стоит лишь поднести руку, и волосы начнут притягиваться. И таких примеров можно найти очень много.

Характеристики электрических полей

Поле (физическое) – это первичная физическая реальность, одна из форм существования материи, способ передачи взаимодействия между различными телами.

Поле (математическое) – пространство, в котором каждой точке сопоставлено значение некоторой физической величины (скалярной, векторной). Соответствующие поля называются скалярными или векторными. Примеры скалярных полей: поле температур (в прогнозе погоды), поле распределения масс (плотность). Примеры векторных полей: поле скоростей движения частиц в потоке жидкости или газа.

Электростатическое поле является частным случаем электромагнитного поля. Оно создается неподвижными электрическими зарядами и у него отсутствует магнитная составляющая. Электростатическое поле является полем векторным. Каждой точке пространства сопоставлен вектор электрического поля, который называется напряженностью электрического поля. Этот вектор обозначается символом Е и имеет размерность вольт/метр.

Если в каждой точке векторного поля определена скалярная переменная, то такое векторное поле называется потенциальным. Высота точки на местности определяет скалярный потенциал поля сил земного тяготения (гравитационного поля). Электрическое поле характеризуется наличием скалярного электрического потенциала в каждой точке пространства. Потенциал является энергетической характеристикой электрического поля и определяется работой, которую необходимо совершить против сил поля для того, чтобы переместить положительный единичный заряд из точки, где потенциал принят равным 0, в данную точку. Поля такого рода (потенциальные) называют также безвихревыми полями.

В безвихревом поле можно найти множество точек, скалярные потенциалы которых одинаковы. Такие точки расположены на какой-то, в общем случае криволинейной, поверхности, называемой эквипотенциальной поверхностью (поверхностью уровня). Любая линия, проведенная на эквипотенциальной поверхности, называется эквипотенциальной линией (линией уровня). При графическом изображении электростатического поля с помощью эквипотенциальных линий придерживаются следующего правила: разность потенциалов между двумя соседними эквипотенциальными линиями выбирается постоянной. Такое изображение поля дает наглядное представление о характере распределения потенциала и скорости его изменения: дальше эквипотенциальные линии расположены друг от друга – меньше скорость изменения потенциала (gradf, напряженность) и наоборот.

Вектор, показывающий наибольшую скорость пространственного изменения потенциала f в данной точке, называется градиентом потенциала и обозначается либо символом gradf, либо (более кратко) Ñf (набла). Слово градиент происходит от латинского слова gradientis (шагающий) и введено Максвеллом в 1873 г. Градиент потенциала это силовая характеристика электростатического поля, которая является векторной величиной. Как и любой вектор, его можно разложить на составляющие по координатным направлениям, каждая из которых равна скорости изменения величины потенциала в соответствующем направлении.

Вид градиента в различных системах координат приведен в (1.5).

В ДСК gradf ºÑf = ¶f/¶x×i + ¶f/¶y×j+ ¶f/¶z×k

В ЦСК gradf ºÑf = ¶f/¶r1_r + 1/r׶f/¶q×1_q + ¶f/¶z×k(1.5)

В ССК gradf ºÑf = ¶f/¶r1_r

+ 1/r׶f/¶q×1_q + 1/(r×Sinq)׶f/¶j×1_j

Из уравнений (1.5) следует, что вычисление градиента является операцией дифференцирования скалярной величины потенциала по координатам. Для обозначения этой операции можно применить краткий символ Ñ, приписываемый перед символом той величины, от которой берут градиент. Символ Ñ называют дифференциальным оператором (“набла”). Вектор градиента Ñf (gradf) можно рассматривать как произведение формального “вектора” Ñ на скалярную величину потенциала f.

Ñ = ¶/¶x×i + ¶/¶y×j

+ ¶/¶z×k

Ñ = ¶/¶r1_r + 1/r׶/¶q×1_q+ ¶/¶z×k (1.6)

Ñ = ¶/¶r1_r + 1/r׶f/¶q×1_q + 1/(r×Sinq)׶/¶j×1_j

Величина градиента потенциала тем больше, чем ближе расположены друг к другу эквипотенциальные поверхности (или линии), соответствующие значениям потенциала, отличающимся на одну и ту же величину. Направление градиента потенциала всегда нормально (перпендикулярно) к эквипотенциальной поверхности (или линии), проходящей через данную точку. Градиент потенциала электростатического поля равен пределу отношения силы, с которой поле действует на отрицательный пробный заряд, к величине этого заряда при неограниченном уменьшении величины последнего (чтобы искажением поля, вносимым присутствием пробного заряда, можно было пренебречь).

Если бы пробный заряд не обладал инерцией, то его движение под действием сил поля происходило бы по некоторой линии, называемой линией поля или силовой (векторной) линией. Градиент потенциала в любой точке направлен по касательной к линии поля. Величина градиента потенциала электрического поля, взятая с обратным знаком, называется напряженностью электрического поля ( Е). Она равна пределу отношения силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, к величине этого заряда при неограниченном уменьшении величины последнего. Знак минус между напряженностью и градиентом потенциала возникает из того, что в качестве пробных зарядов берутся заряды разных знаков.

E = -gradf º -Ñf = -(¶f/¶x×i+ ¶f/¶y×j+ ¶f/¶z×k) =E_x×i + E_y×j+E_z×k (1.7)

E_x=

-¶f/¶x; E_y=-¶f/¶y; E_z=-¶f/¶z

Кроме потенциала и напряженности (градиента потенциала) для характеристики любого векторного поля вводится ряд других понятий:

1. Векторная линия (силовая линия, линия поля, линия тока).

2. Векторная трубка.

3. Поток векторного поля.

4. Циркуляция векторного поля.

5. Дивергенция векторного поля.

6. Вихрь векторного поля.

Векторная линия

– линия, касательная к которой в каждой точке поля совпадает с направлением вектора поля. Из такого определения векторной линии следует, что в любой её точке векторное произведение касательной к векторной линии и вектора поля равно нулю, т.е. дифференциальное уравнение векторной линии имеет вид:

, (1.8)

где а_х, а_y, а_z – координаты вектора поля; x, y, z – координаты точки векторной линии. Если векторное поле – поле скоростей частиц стационарного потока жидкости, то векторная линия – траектория частиц жидкости. При графическом изображении электростатического поля с помощью векторных линий (силовых линий) придерживаются следующего правила: число силовых линий поля, приходящихся на единицу площади, должно быть пропорционально напряженности электрического поля.

Такое изображение поля дает наглядное представление о характере распределения напряженности: там, где линии расположены гуще – напряженность выше, а там, где линии расположены более редко – напряженность меньше.

Векторная трубка – это совокупность всех векторных линий векторного поля, проходящих через некоторую замкнутую кривую. Можно дать и другое определение векторной трубки как части пространства, состоящей из векторных линий. На рис.1.2а показана некоторая векторная трубка. Хотя площади сечений

S₁ и S₂ не равны между собой, число силовых линий, проходящее через эти поверхности одинаково. Если пронумеровать все силовые линии, проходящие через поверхность S₁, то окажется, что через любое сечение силовой трубки проходят все эти линии и никаких других. Число силовых линий в трубке постоянно.

 

 

Поток векторного поля. Элементарным потоком вектора называется скалярное произведение вектора на элемент поверхности. Произведение Е×ds= Е

×ds×cos(Е,ds) – называется элементарным потоком электростатического поля. Потоком вектора через поверхность S называется сумма (интеграл) элементарных потоков через элементы поверхности dS. Если поверхность является замкнутой и ограничивает какой-либо выделенный элемент объема, то это обозначается кружком на знаке интеграла:

, , (1.9)

где n – единичный вектор нормали к элементу поверхности dS. Для поля скоростей частиц жидкости поток равен количеству жидкости, протекающей за единицу времени через поверхность S. Поток по определению является скалярной величиной. Вычисление потока может производиться также через какую угодно замкнутую поверхность. Если густоту линий поля выбрать так, чтобы она соответствовала числовому значению вектора поля; то поток вектора можно условно представить количеством линий поля, пронизывающих рассматриваемую поверхность.

Циркуляцией (от латинского circulatio – вращение) векторного поля Е(r) вдоль некоторой кривой L называется интеграл вида

(1.10)

Циркуляция поля вдоль кривой L равна работе, совершаемой силами векторного поля Е(r) при перемещении пробного тела (единичной массы, единичного заряда и т.д.) вдоль этой кривой L. По определению циркуляция является скалярной характеристикой поля.

Полный поток вектора через замкнутую поверхность, ограничивающую малый объем, может быть равен нулю или же отличаться от нуля. В первом случае говорят, что в объеме не содержится источника (стока), в котором линия поля могла бы начинаться (заканчиваться). Во втором – содержаться. Суммарное количество источников и стоков, находящихся внутри замкнутой поверхности определяет количество линий поля, выходящих (входящих) из объема, ограниченного этой поверхностью. Силовые линии электростатического поля начинаются на положительных зарядах, которые можно считать истоками, и заканчиваются на отрицательных, которые можно считать стоками электрического поля. Определив полный поток вектора через замкнутую поверхность, можно определить суммарное количество истоков и стоков поля, т.е. заряд, содержащийся в объеме, ограниченном данной поверхностью. Для характеристики поля принято определять количество истоков (стоков) линий поля в каждой точке (в предельно малом объеме) пространства поля. Эта характеристика называется дивергенцией. Дивергенция(расходимость) вектора равна пределу, к которому стремится отношение полного потока вектора через замкнутую поверхность к величине объема, ограниченного этой поверхностью, при бесконечном уменьшении последнего.

(1.11)

Дивергенция является скалярной величиной; она положительна, если линия поля начинается в малом объеме, или отрицательна, если линия поля в этом объеме заканчивается. —

Наличие дивергенции вектора всегда связано с наличием в данной точке источника или стока линий поля. В электрическом поле источниками являются положительные заряды, стоками — отрицательные. Следовательно, дивергенция вектора напряженности электростатического поля Ñ×E имеет отличное от нуля значение в пунктах расположения зарядов. В других местах электростатического поля, не содержащих зарядов, дивергенция отсутствует. В этом состоит ясный физический смысл дивергенции поля: дивергенция поля пропорциональна плотности зарядов. В магнитном поле дивергенция вектора магнитной индукции всегда равна нулю, т.к. магнитных зарядов в изолированном виде в природе нет.

Выделим в векторном поле произвольный замкнутый контур. Определим составляющую этого поля вдоль контура и проинтегрируем. Этот интеграл называется, как указывалось выше, циркуляцией поля по замкнутому контуру. В силовых полях он равен работе сил поля по произвольному замкнутому контуру. Работа сил поля по замкнутому контуру может либо равняться нулю, либо не равняться нулю. Например, без учета сил трения работа по произвольному замкнутому контуру в гравитационном поле равна нулю. В другом примере, при движении воды в водовороте работа по контуру водоворота не равна нулю. Попробуйте представить, что вы плывете в водовороте против течения, и вам станет ясно, что работа эта не будет равна нулю. Для характеристики векторного поля по отношению к работе, совершаемой по замкнутому контуру, вводится понятие вихрь или ротор. Ротор определяется как предел отношения работы сил поля (циркуляция вектора поля) по замкнутому контуру к площади, ограниченной этим контуром, когда последняя стремится к нулю.

(1.18)

Наглядно представить ротор можно следующим образом. Пусть мы имеем поле скоростей течения воды. Заморозим мысленно всю воду за исключением некоторой замкнутой трубки. Можно сказать, что ротор пропорционален скорости движения воды в этой трубке. Если вода не движется, то ротор равен нулю. Если вода движется, то ротор не равен нулю, а в этом месте образуется вихрь. Поля, в которых ротор не равен нулю, называются селеноидальными или вихревымиполями. Если дивергенция поля divЕ может быть представлена как скалярное произведение оператора «набла» Ñна вектор напряженности поля Е, то ротор представляет собой векторную характеристику и равен векторному произведению оператора «набла» Ñна вектор напряженности поля Е

(1. 19)

В выражении (1.19) приведен вид ротора в декартовой системе координат.

---

Дата добавления: 2016-09-26; просмотров: 2928; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

---

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

Содержание

• Виды
• Свойства электрического поля
• Структура электрического поля
• Что это такое
• Характеристики электрического поля
• Характеристики поля
• Характеристики электрического поля
• Электрическое поле: что это такое?
• Определение

Виды

Различают несколько основных видов электрополей. Отличие зависит от того, где оно существует. Следует рассмотреть несколько примеров возникающих сил в различных ситуациях:

• Когда заряженные электрочастицы неподвижны. Это называется статическим ЭП;
• Когда заряженные электрочастицы находятся в движении по проводнику. Это называется магнитным полем, которое не следует отождествлять с электрическим;
• Стационарное ЭП возникает вокруг неподвижных проводников с неизменяющимся током.

В радиоволнах есть ЭП и МП. Они расположены в пространстве перпендикулярно друг другу. Это происходит, потому что любое изменение магнитного поля порождает возникновения электрополя с замкнутыми силовыми линиями.

Вихревые электромагнитные волны

Свойства электрического поля

Ниже приведены свойства электрического поля.

1. Полевые линии никогда не пересекаются друг с другом.
2. Они перпендикулярны поверхностному заряду.
3. Поле сильное, когда линии расположены близко друг к другу, и слабое, когда линии поля расходятся друг от друга.
4. Количество силовых линий прямо пропорционально величине заряда.
5. Линия электрического поля начинается с положительного заряда и заканчивается отрицательным зарядом.
6. Если заряд одиночный, то они начинаются или заканчиваются на бесконечности.
7. Кривые линий непрерывны в области без заряда.

Когда электрическое и магнитное поле объединяются, они образуют электромагнитное поле.

Структура электрического поля

Для того чтобы понять структуру электрического вначале следует определить потенциал. Говоря просто, потенциал — это действие по переведению какого-либо тела или заряда из начального места в конкретный пункт размещения. Потенциал в сфере электрополя — это своеобразная энергия, которая двигает электрон. В результате движения он перемещается с точки так называемого нулевого потенциала в другую точку, имеющую ненулевой потенциал.

Чем выше потенциал, который потрачен на передвижение электрического заряда или тела, тем более значительной будет плотность потока на единице площади. Это явление сравнимо с законом гравитации: чем больше вес тела, тем выше энергия, действующая на него, а, значит, значительнее плотность гравитационной характеристики. В естественных условиях существуют заряды с незначительным потенциалом и с низкой степенью плотности, а также заряженные частицы и тела с высоким потенциалом и насыщенной плотностью потока. Такое явление, как работа по перемещению электрозаряда, наблюдается при грозе и молнии, когда в одном месте происходит истощение электронов, а в другом — их насыщение, образовывающее своеобразное электрически заряженное ЭП, когда происходит разряд в виде молнии.

Переменное МП

Что это такое

Электрическое поле — это особое векторная характеристика, которая действует на все обладающие электрозарядом частицы, находящиеся в ее радиусе действия. Это электрополе входит в состав электромагнитного, то есть для него характерно отсутствие визуальной составляющей. Это значит, что ЭП нельзя увидеть глазами и оно может быть зафиксировано только в результате воздействия за заряженные частицы.

Напряженность и потенциал ЭП

Важно! На последнее реагируют все заряженные электрочастицы и тела, обладающие другими (противоположными) полюсами. Электрополе — особая форма состояния материи, которое проявляется в ускорении электрочастиц и определенных тел, которые обладают электро зарядом

К особенностям электрополя относятся:

Электрополе — особая форма состояния материи, которое проявляется в ускорении электрочастиц и определенных тел, которые обладают электро зарядом. К особенностям электрополя относятся:

• Оно действует только при наличии электро заряда;
• Оно не имеет определенных четких границ;
• ЭП обладает определенной величиной воздействия;
• Его определить только по результату его воздействия.

Принцип суперпозиции

Характеристика ЭП неразрывно связана с зарядами. Они находятся в определенной электрочастице или теле. Преобразование ЭП происходит в двух случаях:

• При появлении вокруг него электрозарядов;
• При перемещении волн электромагнитной природы, которые способствуют изменению электрополя.

Работа сил ЭП

Электрополе влияет на неподвижные относительно наблюдателя объекты в виде электро заряженных частиц или тел. В конечном итоге они получают силовое влияние. Пример воздействия ЭП можно наблюдать и в бытовой ситуации. Для этого достаточно создать электрозаряд достаточной мощности. Книги по теоретической физике предлагают для этого простейший эксперимент, когда диэлектрик натирается о шерстяное изделие. Получить электрополе вполне можно просто, взяв пластиковую шариковую ручку и потерев ее о волосы или шерсть. На ее поверхности образуется заряд, который приводит к появлению электрополя. Как следствие ручка притягивает мелкие электрочастицы в виде волос или бумаги. Если ее преподнести к мелко разорванным кусочкам бумаги, то они будут притягиваться к ней. Такой же результат можно достигнуть и при использовании пластмассовой расчески.

Манипуляции с магнитными свойствами ЭП на основе железной крошки

Также примером появления электрополя в быту является образование мелких световых вспышек при снятии одежды из синтетических материалов. В результате нахождения на теле диэлектрические волокна накапливают вокруг себя различные электрозаряды. При снятии такого предмета одежды с тела ЭП подвергается различным силам воздействия, которое приводит к образованию вспышек. Особенно это характерно для зимней одежды, в частности свитеров и шарфов, которые сделаны из синтетических материалов.

Сделал открытие и впервые подтвердил наличие электрополя Майкл Фарадей — английский физик и экспериментатор. Именно он внес в физику понятие «поля» и установил основы его концепции, его физическую реальность.

Важно! Фарадей ввел понятие ЭП при исследовании диамагнетизма и парамагнетизма, когда он обнаружил небольшое отталкивание специальным магнитом ряда веществ. Напряженность электростатического поля

Напряженность электростатического поля

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:

1. Градиент перпендикулярен эквипотенциальной поверхности.
2. Градиент тем больше, чем ближе расположение эквипотенциальных поверхностей, отличающихся друг от друга на заданную величину потенциала электрического поля.
3. 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.

Характеристики поля

Основными характеристиками описываемого явления являются напряженность, потенциал и напряжение.

Потенциал

Потенциал электрополя равен отношению потенциальной энергии помещенной в него пробной заряженной частицы к ее заряду. Если объяснять понятным большинству физиков и ученых языком, то данная характеристика равна отношению работы, совершаемой полем по перемещению заряженной частицы из одной точки в другую, к значению заряда данной частицы. Измеряется она в Вольтах (В).

Напряженность

Данная характеристика представляет собой силу, действующую на внесенный в определенную точку поля пробный статический положительный заряд. Имеет численное значение (модуль) и направление (вектор). Измеряется в Н/Кл.

Напряжение

Напряжение – эта применимая на практике характеристика, равная разности потенциалов между двумя образующими поле заряженными частицами. Как и потенциал, измеряется в Вольтах (В).

Характеристики электрического поля

Человек быстро понял, что электрическое поле есть, уже в XVIII веке – либо раньше – нарисована опилками его картина. Люди увидели линии, выходившие из полюсов. По аналогии стали пытаться изобразить электрическое поле. К примеру, Шарль Кулон на исходе восемнадцатого столетия открыл закон притяжения и отталкивания зарядов. Записав формулу, понял, что эквипотенциальные линии силы взаимодействия концентрически расходятся вокруг точечного скопления электричества, а траектории движения – прямолинейны.

Так оказалась изображена первая картина электрического поля. Напоминает картину, как исследователи представляли магнитное, но с гигантской разницей: в природе нашлись заряды обоих знаков. Линии напряжённости уходят в бесконечность (в теории, безусловно, закончатся). А магнитные заряды поодиночке не найдены, линии их всегда замыкаются в видимой области пространства.

Первая картина электрического поля

В остальном нашлось много общего, к примеру, заряды одинакового знака отталкиваются, а разных – притягиваются. Это справедливо для магнитов и электричества. Гильберт заметил, что магнетизм – сильная субстанция, которую сложно экранировать или уничтожить, а электричество легко разрушается влагой и прочими веществами. Дёгтя в бочку добавил Кулон, который, следуя Бенджамину Франклину, присвоил электронам отрицательный заряд. Хотя речь шла о количестве флюида. И избыток электронов следовало назвать положительным.

Как результат, линии напряжённости поля располагаются в направлении обратном правильному. Потенциал растёт не туда… Главными характеристиками электрического поля считаются:

1. Напряжённость – показывает, какая сила действует на положительный единичный заряд в данной точке со стороны поля.
2. Потенциал – показывает, какую работу способно затратить поле, чтобы переместить единичный пробный положительный заряд в бесконечно удалённую точку.
3. Напряжение – разность потенциалов между двумя точками. Напряжение определяется исключительно относительно некоторого уровня.

Наиболее вероятно происхождение терминов из латинского языка. Напряжённость ввёл в обиход, предположительно, Алессандро Вольта, а потенциал называется по наименованию типа поля, которое указанной величиной характеризуется: работа по перемещению заряда не зависит от траектории, равна разнице потенциалов начальной и конечной точки. Следовательно, на замкнутой траектории равна нулю.

Электрическое поле: что это такое?

Но прежде чем переходить к основному предмету статьи, необходимо иметь определённый багаж знаний. Если они есть, то эту часть можно уверенно пропустить. Первоначально давайте рассмотрим вопрос причины существования электрического поля. Для того чтобы оно было, необходим заряд. Причем свойства пространства, в котором пребывает заряженное тело, должно отличаться от тех, где его нет. Здесь есть такая особенность: если в определённую систему координат поместить заряд, то изменения произойдут не мгновенно, а только с определённой скоростью. Они будут, подобно волнам, распространяться в пространстве. Это будет сопровождаться появлением механических сил, что действуют на другие носители в этой системе координат. И тут мы подходим к главному! Возникающие силы являются результатом не непосредственного влияния, а взаимодействия через среду, которая качественно изменилась. Пространство, в котором и происходят подобные изменения, и называется электрическим полем.

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:

Tags: бра, вид, двигатель, дом, е, знак, как, кт, магнит, напряжение, потенциал, принцип, провод, р, работа, ряд, свет, тен, тип, ток, ук, электричество

Электрическое поле. Напряженность электрического поля

Цель урока: раскрыть материальный характер электрического поля: дать понятие напряжённости электрического поля исходя из её общего определения;

Задачи урока:

• формирование понятия напряжённости электрического поля как силовой характеристики электрического поля; дать понятие о линиях напряжённости и графическое представление электрического поля;
• научить учащихся применять формулу  в решении несложных задач на расчёт напряжённости, величины пробного заряда и силы, с которой электрическое поле действует на пробный заряд (q).

Оборудование: электрофорная машина, набор электрических султанов, электрометр, эбонитовая палочка, соединительные провода, кодоскоп.

ХОД УРОКА

I. Проверка знаний

1. Закон Кулона (фронтальный опрос):

а) Назовите учёного, который установил на опыте закон взаимодействия точечных электрических зарядов в вакууме. (Французский учёный Ш. Кулон в 1795 году).

б) Как назывался прибор, с помощью которого был экспериментально установлен закон Кулона? (Крутильный динамометр, или как он тогда назывался крутильные весы).

в) Сформулировать закон Кулона.

г) Написать формулу закона Кулона.

д) С каким законом из раздела «Механика» можно провести аналогию для закона Кулона? (С законом всемирного тяготения: ; ).

е) Указать границы применимости закона Кулона (а) заряды должны быть неподвижными, б) точечными ).

2. Проверка и защита экспериментального домашнего задания

На дом было задано выполнение двух экспериментальных заданий:

а) Исследование электрического поля заряженных тел:

Приборы и материалы:

1) стрелка из бумаги (или фольги) на острие,
2) линейка из оргстекла или пластмассы длиной 30см,
3) полоска резиновая размером 30?300 мм.

Порядок выполнения работы:

1. Наэлектризуйте линейку и резиновую полоску, натирая их друг о друга.
2. Подносите стрелку к различным участкам заряженной линейки, не касаясь её. Для каждого случая зарисуйте в тетради положение стрелки.
3. Расположите заряженные линейку и резиновую полоску параллельно друг другу и при помощи стрелки на острие исследуйте электрическое поле между ними.

б) Наблюдение экранирующего действия проводника.

Приборы и материалы:

1) стрелка из бумаги (или фольги) на острие иглы,
2) линейка из оргстекла,
3) кусок капроновой ткани,
4) пластинка жестяная размером 60?90 мм,
5) пластинка из оргстекла размером 60?90 мм.

Порядок выполнения работы:

1. Наэлектризуйте линейку, потерев её о кусок капроновой ткани.
2. Поднесите конец заряженной линейки на некоторое расстояние к стрелке и, перемещая линейку то вправо, то влево, наблюдая за движением стрелки.
3. Расположите металлическую пластинку вертикально между стрелкой и концом заряженной линейки. Затем снова перемещайте конец линейки около стрелки. (То же самое повторить с пластинкой из оргстекла).
4. Ответить, как в этих случаях влияет электрическое поле заряженной линейки на стрелку? Как можно объяснить наблюдаемые явления?
От домашнего задания делается плавный переход к новой теме.

II. Новая тема

1. Электрическое поле:

а) Ссылаясь на выполненное домашние экспериментальные задания, учитель подводит учащихся к понятию электрического поля (пространство вокруг заряженного тела) и его обнаружению.

Учащиеся вспоминают, что обнаружить электрическое поле можно с помощью магнитной стрелки из бумаги (или фольги).
Тут же учитель показывает, что обнаружить электрическое поле можно также с помощью электрометра.
Как вывод предыдущих наблюдений учащиеся подводятся к утверждению о том, что электрическое поле как любой вид материи – материально и существует независимо от нашего сознания. (По аналогии вспоминаем о гравитационном поле).

2. Характеристики электрического поля

а) Напряжённость.

(Учащимся напоминается о том, что любой вид материи можно каким – то образом  охарактеризовать. То же самое можно сделать и с электрическим полем).
Одной из характеристик электрического поля является – напряжённость:

Уточняется, что напряжённость электрического поля является силовой характеристикой электрического поля.

б) Напряжённость единичного заряда. (Согласно закону Кулона):

; – напряжённость единичного заряда.

в) Принцип суперпозиции (наложения) полей:

значит    

3. Графическое представление электрических полей

Силовые линии поля – линии напряжённости.
Силовые линии поля начинаются на положительном (+) и заканчиваются на отрицательном (–) заряде или на ?.    
С помощью силовых линий можно показать графическое представление электрических полей. Практически наглядное получение силовых линий поля можно показать с помощью электрофорной машины и электрических султанов.

Поочерёдно, соединяя электрические султаны с электрофорной машиной, получаем наглядную демонстрацию графического представления электрических полей. Одновременно с опытом, с помощью кодоскопа на экран проецируется графическое представление поля.

I. Поле одиночного заряда: (демонстрация)

а) поле одиночного положительного заряда: (графическое представление)

б) Поле одиночного отрицательного заряда: (графическое представление)

в) поле двух разноимённых зарядов(опыт)

г) поле двух разноимённых зарядов (графическое представление)

в) поле двух одноименных зарядов(опыт)

г) поле двух одноимённых зарядов(графическое представление)

4. Напряжённость – векторная величина

Надо сказать, что в отличии от других векторных величин  напряжённость , как векторная величина характеризуется не длиной вектора, а густотой нанесения линий напряжённости на единицу площади. (через кодоскоп –на экран или на доске показывается графическое изображение, демонстрирующее это)

III. Работа по закреплению и контролю знаний

Физический диктант:

1. Закон сохранения электрического заряда (формула)

(Qобщ = )

2. Закон Кулона (формула)

().

3. Вид материи, который осуществляет взаимодействие заряженных тел, находящихся на определённом расстоянии друг от друга (Электростатическое поле)
4. Единица измерения заряда (1 Кл)
5. Прибор для обнаружения электрического поля (Электрометр).
6. Формула напряжённости электрического поля (;).
7. Единица измерения напряжённости ().
8. Каким прибором пользовался Ш. Кулон для исследования и вывода своего закона? (Крутильным динамометром или крутильными весами).
9. Силовая характеристика электрического поля (Напряжённость).
10. Показать графическое представление электрического поля одиночного положительного заряда.

Ответы учащихся собрать.

IV. На доске заготовлена, пока закрытая от учащихся, краткая запись задачи, которую необходимо решить.

Задача: На заряд Кл в некоторой точке электрического поля действует сила 0,015Н. Определить напряжённость поля в этой точке.

Дано:                                               Решение:

q = Кл                                          
                                                
 

     ?                                            Ответ:

V. Домашнее задание

Характеристики электрического поля | Онлайн журнал электрика

В статье описаны главные свойства электронного поля: потенциал, напряжение и напряженность.

Что такое электронное поле

Для того, чтоб сделать электронное поле, нужно сделать электронный заряд. Характеристики места вокруг зарядов (заряженных тел) отличаются от параметров места, в каком нет зарядов. При всем этом характеристики места при внесении в него электронного заряда меняются не одномоментно: изменение начинается у заряда и с определенной скоростью распространяется от одной точки места к другой.

В пространстве, содержащем заряд, появляются механические силы, действующие на другие заряды, внесенные в это место. Эти силы есть итог не конкретного деяния 1-го заряда на другой, а деяния через отменно изменившуюся среду.

Место, окружающее электронные заряды, в каком появляются силы, действующие на внесенные в него электронные заряды, именуется электронным полем.

Заряд, находящийся в электронном поле, движется в направлении силы, действующей на него со стороны поля. Состояние покоя такового заряда может быть только тогда, когда к заряду приложена какая-либо наружняя (посторонняя) сила, уравновешивающая силу электронного поля.

Как нарушается равновесие меж посторонней силой и силой поля, заряд опять приходит в движение. Направление его движения всегда совпадает с направлением большей силы.

Для наглядности электронное поле принято изображать так именуемыми силовыми линиями электронного поля. Эти полосы совпадают с направлением сил, действующих в электронном поле. При всем этом договорились проводить столько линий, чтоб их число на каждый 1 см2 площадки, установленной перпендикулярно к линиям, было пропорционально силе поля в соответственной точке.

За направление поля условно принято направление силы поля, действующей на положительный заряд, помещенный в данное поле. Положительный заряд отталкивается от положительных зарядов и притягивается к отрицательным. Как следует, поле ориентировано от положительных зарядов к отрицательным.

Направление силовых линий обозначается на чертежах стрелками. Наукой подтверждено, что силовые полосы электронного поля имеют начало и конец, т. е. они не замкнуты сами на себя. Исходя из принятого направления поля, устанавливаем, что силовые полосы начинаются на положительных зарядах (положительно заряженных телах) и завершаются на отрицательных.

Рис. 1. Примеры изображения электронного поля с помощью силовых линий: а — электронное поле одиночного положительного заряда, б — электронное поле одиночного отрицательного заряда, в — электронное поле 2-ух разноименных зарядов, г — электронное поле 2-ух одноименных зарядов

На рис. 1 показаны примеры электронного поля, изображенного с помощью силовых линий. Необходимо держать в голове, что силовые полосы электронного поля — это только метод графического изображения поля. Большего содержания в понятие силовой полосы тут не вкладывается.

Закон Кулона

Сила взаимодействия 2-ух зарядов находится в зависимости от величины и обоюдного расположения зарядов, также от физических параметров окружающей их среды.

Для 2-ух наэлектризованных физических тел, размеры которых пренебрежимо малы по сопоставлению с расстоянием меж телами, хила взаимодействия математически определяется последующим образом:

где F — сила взаимодействия зарядов в ньютонах (Н), k — расстояние меж зарядами в метрах (м), Q1 и Q2 — величины электронных зарядов в кулонах (к) , k — коэффициент пропорциональности, величина которого находится в зависимости от параметров среды, окружающей заряды.

Приведенная формула читается так: сила взаимодействия меж 2-мя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению величин этих зарядов и назад пропорциональна квадрату расстояния меж ними (закон Кулона).

Для определения коэффициента пропорциональности k служит выражение k = 1/(4πεε_о).

Потенциал электронного поля

Электронное поле всегда докладывает движение заряду, если силы поля, действующие на заряд, не уравновешиваются какими-либо посторонними силами. Это гласит о том, что электронное поле обладает возможной энергией, т. е. способностью совершать работу.

Перемещая заряд из одной точки места в другую, электронное поле совершает работу, в итоге чего припас возможной энергии поля миниатюризируется. Если заряд перемещается в электронном поле под действием какой-нибудь посторонней силы, действующей навстречу силам поля, то работа совершается не силами электронного поля, а посторонними силами. В данном случае возможная энергия поля не только лишь не миниатюризируется, а, напротив, возрастает.

Работа, которую совершает посторонняя сила, перемещая в электронном поле заряд, пропорциональна величине сил поля, противодействующих этому перемещению. Совершаемая при всем этом посторонними силами работа стопроцентно расходуется на повышение возможной энергии поля. Для свойства поля со стороны его возможной энергии принята величина, именуемая потенциалом электронного поля.

Суть этой величины состоит в последующем. Представим, что положительный заряд находится за пределами рассматриваемого электронного поля. Это означает, что поле фактически не действует на данный заряд. Пусть посторонняя сила заносит этот заряд в электронное поле и, преодолевая сопротивление движению, оказываемое силами поля, переместит заряд в данную точку поля. Работа, совершаемая силой, а означает, и величина, на которую возросла возможная энергия поля, зависит всецело от параметров поля. Как следует, эта работа может охарактеризовывать энергию данного электронного поля.

Энергия электронного поля, отнесенная к единице положительного заряда, помещенного в данную точку поля, и именуется потенциалом поля в данной его точке.

Если потенциал обозначить буковкой φ, заряд — буковкой q и затраченную на перемещение заряда работу — W, то потенциал поля в данной точке выразится формулой φ = W/q.

Из произнесенного следует, что потенциал электронного поля в данной его точке численно равен работе, совершаемой посторонней силой при перемещении единицы положительного заряда из-за пределов поля в данную точку. Потенциал поля измеряется в вольтах (В). Если при переносе 1-го кулона электричества из-за пределов поля в данную точку посторонние силы сделали работу, равную одному джоулю, то потенциал в данной точке поля равен одному вольту: 1 вольт = 1 джоуль / 1 кулон

Напряжение электронного поля

В любом электронном поле положительные заряды передвигаются от точек с более высочайшим потенциалом к точкам с потенциалом более низким. Отрицательные заряды передвигаются, напротив, от точек с наименьшим потенциалом к точкам с огромным потенциалом. B обоих случаях работа совершается за счет возможной энергии электронного поля.

Если нам известна эта работа, т. е. величина, на которую уменьшилась возможная энергия поля при перемещении положительного заряда q из точки 1 поля в точку 2, то просто отыскать напряжение меж этими точками поля U1,2:

U_1,2 = A/q,

где А — работа сил поля при переносе заряда q из точки 1 в точку 2. Напряжение меж 2-мя точками электронного поля численно равно работе, которую совершает ноле для переноса единицы положительного заряда из одной точки поля в другую.

Как видно, напряжение меж 2-мя точками поля и разность потенциалов меж этими же точками представляют собой одну и ту же физическую суть. Потому определения напряжение и разность потенциалов сущность одно и то же. Напряжение измеряется в вольтах (В).

Напряжение меж 2-мя точками равно одному вольту, если при переносе 1-го кулона электричества из одной точки поля в другую силы поля совершают работу, равную одному джоулю: 1 вольт = 1 джоуль / 1 кулон

Напряженность электронного поля

Из закона Кулона следует, что величина силы электронного поля данного заряда, действующей на помещенный в этом поле другой заряд, не во всех точках поля схожа. Охарактеризовывать электронное поле в каждой его точке можно величиной силы, с которой оно действует на единичный положительный заряд, помещенный в данной точке.

Зная данную величину, можно найти силу F, действующую на хоть какой заряд Q. Можно написать, что F = Q х Е, где F — сила, действующая со стороны электронного поля на заряд Q, помещенный в данную точку поля, Е — сила, действующая на единичный положительный заряд, помещенный в эту же точку поля. Величина Е, численно равная силе, которую испытывает единичный положительный заряд в данной точке поля, именуется напряженностью электронного поля.

Два основных параметра потенциального электрического поля

Электрическим полем называют вид материи, посредством которой происходит взаимодействие электрических зарядов. Поле неподвижных зарядов называется электростатическим.

Свойства электрического поля:

• порождается электрическим зарядом;

• обнаруживается по действию на заряд;

• действует на заряды с некоторой силой.

Точечный заряд – модель заряженного тела, размерами которого можно пренебречь в условиях

данной конкретной задачи ввиду малости размеров тела по сравнению с расстоянием от него до

точки определения поля.

Пробный заряд – точечный заряд, который вносится в данное электростатическое поле для измерения его характеристик. Этот заряд должен быть достаточно мал, чтобы своим воздействием не нарушить положение зарядов – источников измеряемого поля и тем

самым не изменить создаваемое ими поле.

Электрический диполь – система двух разноименных по знаку и одинаковых по величине точечных зарядов, находящихся на небольшом расстоянии один от другого. Вектор l, проведенный от отрицательного заряда к положительному, называется плечом диполя. Вектор

p = q*l называется электрическим моментом диполя.

Характеристики электрического поля:

1. силовая характеристика – напряженность (Е) – это векторная физическая величина, численно равная отношению силы, действующей на заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда: Е = F/q; [E] = [ 1 Н/Кл ] = [1 В/м ]

Графически электрическое поле изображают с помощью силовых линий –это линии, касательные к которым в каждой точке пространства совпадают с направлением вектора напряженности.

Силовые линии электрического поля незамкнуты, они начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных:

2. энергетическая характеристика – потенциал j – это скалярная физическая величина, равная отношению потенциальной энергии заряда, необходимой для его перемещения из одной точки поля в другую, к величине этого заряда: j = DЕ_р/q. [j] = [1 Дж/Кл ] =[1 В ].

U = j₁ – j₂– разность потенциалов (напряжение)

Физический смысл напряжения: U = j₁ – j₂ = А/q – – напряжение численно равно отношению работы по перемещению заряда из начальной точки поля в конечную к величине этого заряда.

U = 220 В в сети означает, что при перемещении заряда в 1 Кл из одной точки поля в другую, поле совершает работу в 220 Дж.

3. Индукция электрического поля. Напряженность электрического поля является силовой характеристикой поля и определяется не только зарядами, создающими поле, но зависит и от свойств среды, в которой находятся эти заряды.

Часто бывает удобно исследовать электрическое поле, рассматривая только заряды и их расположение в пространстве, не принимая во внимание свойств окружающей среды. Для этой цели используется векторная величина, которая называется электрической индукцией или электрическим смещением. Вектор электрической индукции D в однородной изотропной среде связан с вектором напряженности Е соотношением

.

Единицей измерения индукции электрического поля служит 1 Кл/ м 2 . Направление вектора электрического смещения совпадает с вектором Е. Графическое изображение электрического поля можно построить с помощью линий электрической индукции по тем же правилам, что и для линий напряженности

Графическое изображение электрических полей.

Электрические поля можно изображать графически: при помощи силовых линий или эквипотенциальных поверхностей (которые взаимно перпендикулярны между собой в каждой точке поля.

Силовыми линиями (линиями напряженности) называются линии, касательные в каждой точке к которым совпадают с направлением вектора напряженности в данной точке.

Эквипотенциальные поверхности – это поверхности равного потенциала.

Закон взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов установлен в 1785 г. Ш. Кулоном с помощью крутильных весов, подобных тем, которые (см. § 22) использовались Г. Кавендишем для определения гравитационной постоянной (ранее этот закон был открыт Г. Кавендишем, однако его работа оставалась неизвестной более 100 лет). Точечным называется заряд, сосредоточенный на теле, линейные раз­меры которого пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других заряжен­ных тел, с которыми он взаимодействует. Понятие точечного заряда, как и материаль­ной точки, является физической абстракцией.

Закон Кулона: сила взаимодействия F между двумя неподвижными точечными зарядами, находящимися в вакууме, пропорциональна зарядам Q₁ и Q₂ и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними:

где k — коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц.

Сила F направлена по прямой, соединяющей взаимодействующие заряды, т. е. является центральной, и соответствует притяжению (F 0) в случае одноименных зарядов. Эта сила называется кулоновской силой. В векторной форме закон Кулона имеет вид

(78.1)

В СИ коэффициент пропорциональности равен

Тогда закон Кулона запишется в окончательном виде:

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ.

Электрический заряд q – физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитного взаимодействия.

Атомы состоят из ядер и электронов. В состав ядра входят положительно заряженные протоны и не имеющие заряда нейтроны. Электроны несут отрицательный заряд. Количество электронов в атоме равно числу протонов в ядре, поэтому в целом атом нейтрален.

Заряд любого тела: q = ±Ne , где е = 1,6*10 -19 Кл – элементарный или минимально возможный заряд (заряд электрона), N – число избыточных или недостающих электронов. В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов остается постоянной:

Точечный электрический заряд – заряженное тело, размеры которого во много раз меньше расстояния до другого наэлектризованного тела, взаимодействующего с ним.

Два неподвижных точечных электрических заряда в вакууме взаимодействуют с силами, направленными по прямой, соединяющей эти заряды; модули этих сил прямо пропорциональны произведению зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

где – электрическая постоянная.

где ₁₂ – сила, действующая со стороны второго заряда на первый, а ₂₁ – со стороны первого на второй.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. НАПРЯЖЕННОСТЬ

Факт взаимодействия электрических зарядов на расстоянии можно объяснить наличием вокруг них электрического поля – материального объекта, непрерывного в пространстве и способного действовать на другие заряды.

Поле неподвижных электрических зарядов называют электростатическим.

Характеристикой поля является его напряженность.

Напряженность электрического поля в данной точке – это вектор, модуль которого равен отношению силы, действующей на точечный положительный заряд, к величине этого заряда, а направление совпадает с направлением силы.

Напряженность поля точечного заряда Q на расстоянии r от него равна

Принцип суперпозиции полей

Напряженность поля системы зарядов равна векторной сумме напряженностей полей каждого из зарядов системы:

Диэлектрическая проницаемость среды равна отношению напряженностей поля в вакууме и в веществе:

Она показывает во сколько раз вещество ослабляет поле. Закон Кулона для двух точечных зарядов q и Q , расположенных на расстоянии r в среде c диэлектрической проницаемостью :

Напряженность поля на расстоянии r от заряда Q равна

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО ТЕЛА В ОДНОРОДНОМ ЭЛЕКТРО-СТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ

Между двумя большими пластинами, заряженными противоположными знаками и расположенными параллельно, поместим точечный заряд q .

Так как электрическое поле между пластинами с напряженностью однородное, то на заряд во всех точках действует сила F = qE , которая при перемещении заряда на расстояние вдоль совершает работу

Эта работа не зависит от формы траектории, то есть при перемещении заряда q вдоль произвольной линии L работа будет такой же.

Работа электростатического поля по перемещению заряда не зависит от формы траектории, а определяется исключительно начальным и конечным состояниями системы. Она, как и в случае с полем сил тяжести, равна изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:

Из сравнения с предыдущей формулой видно, что потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле равна:

Потенциальная энергия зависит от выбора нулевого уровня и поэтому сама по себе не имеет глубокого смысла.

ПОТЕНЦИАЛ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ И НАПРЯЖЕНИЕ

Потенциальным называется поле, работа которого при переходе из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории. Потенциальными являются поле силы тяжести и электростатическое поле.

Работа, совершаемая потенциальным полем, равна изменению потенциальной энергии системы, взятой с противоположным знаком:

Потенциал – отношение потенциальной энергии заряда в поле к величине этого заряда:

Потенциал однородного поля равен

где d – расстояние, отсчитываемое от некоторого нулевого уровня.

Потенциальная энергия взаимодействия заряда q с полем равна .

Поэтому работа поля по перемещению заряда из точки с потенциалом φ₁ в точку с потенциалом φ₂ составляет:

Величина называется разностью потенциалов или напряжением.

Напряжение или разность потенциалов между двумя точками – это отношение работы электрического поля по перемещению заряда из начальной точки в конечную к величине этого заряда:

НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ И РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ

При перемещении заряда q вдоль силовой линии электрического поля напряженностью на расстояние Δ d поле совершает работу

Так как по определению, то получаем:

Отсюда и напряженность электрического поля равна

Итак, напряженность электрического поля равна изменению потенциала при перемещении вдоль силовой линии на единицу длины.

Если положительный заряд перемещается в направлении силовой линии, то направление действия силы совпадает с направлением перемещения, и работа поля положительна:

Тогда , то есть напряженность направлена в сторону убывания потенциала.

Напряженность измеряют в вольтах на метр:

Напряженность поля равна 1 В/м, если напряжение между двумя точками силовой линии, расположенными на расстоянии 1 м, равна 1 В.

Если независимым образом измерять заряд Q , сообщаемый телу, и его потенциал φ, то можно обнаружить, что они прямо пропорциональны друг другу:

Величина С характеризует способность проводника накапливать электрический заряд и называется электрической емкостью. Электроемкость проводника зависит от его размеров, формы, а также электрических свойств среды.

Электроёмкостъ двух проводников – отношение заряда одного из них к разности потенциалов между ними:

Емкость тела равно 1 Ф , если при сообщении ему заряда 1 Кл оно приобретает потенциал 1 В.

Конденсатор – два проводника, разделенные диэлектриком, служащие для накопления электрического заряда. Под зарядом конденсатора понимают модуль заряда одной из его пластин или обкладок.

Способность конденсатора накапливать заряд характеризуется электроемкостью, которая равна отношению заряда конденсатора к напряжению:

Емкость конденсатора равна 1 Ф, если при напряжении 1 В его заряд равен 1 Кл.

Емкость плоского конденсатора прямо пропорциональна площади пластин S , диэлектрической проницаемости среды , и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами d:

ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО КОНДЕНСАТОРА.

Точные эксперименты показывают, что W=CU 2 /2

Так как q = CU , то

Плотность энергии электрического поля

где V = Sd – объем, занимаемый полем внутри конденсатора. Учитывая, что емкость плоского конденсатора

а напряжение на его обкладках U=Ed

Пример. Электрон, двигаясь в электрическом поле из точки 1 через точку 2, увеличил свою скорость от 1000 до 3000 км/с. Определите разность потенциалов между точками 1 и 2.

Так как электрон увеличил свою скорость, то ускорение и сила Кулона сонаправлены со скоростью. Значит, электрон движется против силовых линий поля. Изменение кинетической энергии электрона равно работе поля :

Ответ: разность потенциалов равна – 22,7 В.

Электрическое поле характеризуется воздействием на электро заряженную частицу с силой пропорциональной заряда частицы и независящей от ее скорости.

Напряжённость

Напряжённость — векторная величина определяющая силу

действующую на заряженную частицу или тело со стороны электрического поля и численно равная отношению силы к заряду частицы.

Е = F/Q [Н/Кл] или [B/M]

Напряжённость — это основная характеристика электрического поля которая измеряет интенсивность поля.

Направление вектора напряжённости совпадает с направлением силы действующей на частицу с положительным зарядом.

Электрическое поле называется однородным (равномерным) если напряжённость поля во всех точках одинаковое по величине и направлению.

Электрическое напряжение

Электрическое напряжение (U) — это работа (А) совершаемая силой поля по перемещению заряженных частиц между двумя точками поля.

U = A/q [Дж/Кл] или [В]

Потенциал

Потенциал (φ) — это энергетическая характеристика поля численно равная отношению потенциальной энергии заряженной частицы помещенной в данной точке поля величине её заряда.

φ = W/Q [В]

Геометрическое место поля с с одинаковым потенциалом называется эквипотенциальной поверхностью.

Определение, свойства, примеры и проблемы

Что такое электрическое поле

Электрическое поле — это невидимое силовое поле, создаваемое электрическим зарядом. Это изменение пространства (воздушного или вакуумного) вокруг заряда. Это приводит к электрической силе , которая ощущается электрическими зарядами, когда они расположены близко друг к другу. Статическое электрическое поле создается, когда заряды стационарны, и соответствующая сила известна как электростатическая сила . Электрическое поле является векторной величиной, имеющей как величину, так и направление.

Электрическое поле

Линии и направление электрического поля

Сила и направление электрического поля представлены электрическими силовыми линиями или линиями электрического поля. Это воображаемые линии, проведенные вокруг заряда, касательная к которым дает вектор электрического поля. Линии нарисованы стрелками, чтобы обозначить направление. Когда положительный заряд помещается рядом с отрицательным зарядом, как электрический диполь, линии выходят из положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом. Следовательно, направление поля указывает направление, в котором движется положительный заряд, когда он находится под влиянием другого заряда.

Поток электрического поля

Поток электрического поля определяется как количество силовых линий, проходящих через определенную область в пространстве. Область может представлять собой правильную или неправильную поверхность, через которую проходят линии. Математически это скалярное произведение электрического поля и вектора площади. Символ ø обозначает поток.

\[ \phi = \vec{E} . \vec{A} \]

Если электрическое поле и вектор площади образуют угол θ, то уравнение имеет вид

\[ \phi = EA \cos \theta \]

Уравнение электрического поля

Сила электрического поля в пространстве, окружающем источник заряда, известна как напряженность электрического поля . Математически электрическое поле определяется как электрическая сила, испытываемая единичным зарядом. Следующее уравнение дает вектор электрического поля.

\[ \vec{E} = \frac{\vec{F}}{q} \]

Величина электрического поля

Соответствующее скалярное уравнение дает формулу величины.

\[ E = \frac{F}{q} \]

Где,

E : Электрическое поле

F : Электрическая сила

q 0 0 9 0 9 0 9 Единица электрического заряда Вольт/метр (В/м) или Ньютон/Кулон (N/C)

Размерная формула: [M L T ^-3 I ^-1 ]

Как найти электрическое поле для точечного заряда

1. Закон Кулона

Электрическое поле можно рассчитать с помощью закона Кулона. Согласно этому закону электрическая сила между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. 92} \]

, где,

Q ₁ , Q ₂ : величины двух зарядов

R : Расстояние между сборами

ε _O 9004: 9009

ε _o 9004: 9009

ε _o 9004: 9009

ε _o 9004: 9009

ε _{. свободное пространство (= 8,85 x 10 ^-12 C ² N ^-1 м ^-2 или эпсилон нулевое значение)}

По определению, электрическое поле представляет собой силу на единицу заряда. Следовательно, q ₁ = q и q 92} \]

Таким образом, напряженность электрического поля зависит от величины заряда источника.

2. Закон Гаусса

Электрическое поле можно рассчитать другим методом. Закон Гаусса применяется для нахождения электрического поля в любой точке на замкнутой поверхности. Согласно этому закону электрический поток через любую замкнутую поверхность пропорционален полному электрическому заряду, заключенному в этой поверхности. Математически закон гласит, что электрический поток представляет собой интеграл скалярного произведения между электрическим полем и бесконечно малой площадью поверхности.

Используя закон Гаусса, электрическое поле можно рассчитать для следующих случаев:

• Сфера
• Цилиндр
• Провод с током или линейный заряд
• Круглый диск и кольцо
• Бесконечная плоскость
• Электрический диполь
• Коаксиальный кабель

Наложение электрических полей

Как и все векторные поля, электрическое поле подчиняется принципу наложения. Суммарное электрическое поле, создаваемое группой зарядов, равно векторной сумме полей, создаваемых каждым зарядом.

\[ \vec{E} = \vec{E_1} + \vec{E_2} + \vec{E_3} … \]

Где

\[ \vec{E_1} \text{: Электрическое поле из-за заряд} \hspace {0,1 см} q_1 \\ \vec{E_2} \text{: Электрическое поле заряда} \hspace {0,1 см} q_2 \\ \кдот\\ \кдот\\ \text{и так далее} \]

Наложение электрического поля

Типы электрического поля

Линии электрического поля бывают двух типов.

1. Однородное электрическое поле

Электрическое поле называется однородным, если его значение остается постоянным в некоторой области пространства. Его величина не зависит от смещения, а силовые линии параллельны и расположены на одинаковом расстоянии друг от друга.

Пример : Однородное электрическое поле может быть создано между двумя заряженными параллельными пластинами, также известными как конденсатор. Линии электрического поля выходят из положительной пластины и заканчиваются на отрицательной пластине.

Однородное электрическое поле

2. Неоднородное электрическое поле

Электрическое поле неоднородно, если его значение не остается постоянным в какой-либо области пространства. В этом случае силовые линии электрического поля не параллельны.

Пример : Поле, создаваемое точечным зарядом, является радиальным, и его сила обратно пропорциональна расстоянию.

Работа, совершаемая электрическим полем

Когда пробный заряд приближается к заряду источника, необходимо совершить работу, чтобы переместить его из одной точки в другую. Например, когда положительный заряд приближается к другому положительному заряду, совершается работа по преодолению электрических сил отталкивания.

По определению, выполненная работа есть скалярное произведение силы и перемещения. Работа, совершаемая однородным электрическим полем E при перемещении заряда q на расстояние d определяется как,

\[ W = \vec{F}.\vec{d} \\ \подразумевает W = q\vec{E}. \vec{d} \]

Если поле и смещение имеют одинаковое направление, то

\[ \vec{E}. \vec{d} = Ed \]

И

\[ W = qEd \]

\[ \text{Когда} \hspace{0,1 см} q = 1, \hspace{0,1 см} W = \Delta V = Ed \]

Величина ΔV известна как разность потенциалов или напряжение . Он дает изменение потенциальной энергии при перемещении единичного заряда из одного положения в другое в присутствии электрического поля. Следовательно, работа, совершаемая электрическим полем , равна

\[ W = q\Delta V \]

Как найти работу, совершаемую электрическим полем за счет точечного заряда

Электрический потенциал за счет точечного заряда q определяется как,

\[ V = \frac{q}{4\pi \epsilon_o r} \]

Предположим, заряд движется из положения, которое находится на расстоянии r ₁ от исходного заряда на расстояние r ₂ . Тогда изменение потенциальной энергии, равное выполненной работе, равно

\[ V = \frac{q}{4\pi \epsilon_o} \left [ \frac{1}{r_1} – \frac{1}{r_2} \right ] \]

Примеры и задачи

Задача 1. На заряд 3 мкКл в любой точке действует электрическая сила 8 Н. Определить электрическое поле в этой точке.

Решение: , дано,

F = 8 N

Q = 3 μc

Следовательно,

E = F/Q = 8 N/3 μc = 2,67 x 10 ⁶ = 8 N/3 μc = 2,67 x 100061 6 Н/мкКл

Задача 2. Небольшой заряд q = 4 мКл находится в однородном электрическом поле E = 3,6 Н/Кл. Какова сила заряда?

Solution : Given,

q = 4 mC

E = 3.6 N/C

F = qE = 4 mC x 3.6 N/C = 14.4 mN

FAQs

Q.1. Что происходит с электрическим полем, если в него поместить изолятор?

Ответ. Когда изолятор или диэлектрик помещаются в электрическое поле, напряженность электрического поля уменьшается.

Q. 2. Почему электрическое поле внутри проводника равно нулю?

Ответ. Электрическое поле внутри проводника равно нулю, потому что свободные заряды находятся на поверхности.

Q.3. Может ли электрическое поле быть отрицательным?

Ответ. Электрическое поле никогда не может быть отрицательным. Он представляет собой физическую величину, такую ​​как гравитация.

Q.4. Как движутся электроны в электрическом поле?

Ответ. Электроны движутся в направлении, противоположном полю.

Q.5. Что индуцирует изменяющееся электрическое поле?

Ответ. Изменяющееся электрическое поле индуцирует магнитное поле.

Q. 6. Что такое краевой эффект электрического поля?

Ответ. Электрическое поле между двумя параллельными пластинами обычно параллельно. Однако по краям они изгибаются, что означает, что электрическое поле больше, чем между пластинами.

• Ссылки

Последний раз статья была рассмотрена 4 сентября 2022 г.

Линии электрического поля: определение, свойства и чертежи

Что такое линии электрического поля линии, нарисованные для визуального представления электрического поля. Поскольку электрическое поле является векторной величиной, оно имеет как величину, так и направление. Предположим, вы смотрите на изображение ниже. Стрелки указывают линии электрического поля и указывают направление электрического поля. Значение силовых линий электрического поля заключается в том, что они сообщают нам, как пространство искажается из-за наличия заряда или распределения зарядов.

Рисунок 1: Линии электрического поля

Английский физик Майкл Фарадей впервые разработал концепцию линий электрического поля в 1830-х годах.

Свойства и характеристики линий электрического поля

1. Для изолированных зарядов линии электрического поля исходят из положительного заряда и заканчиваются на бесконечности. С другой стороны, они начинаются с бесконечности и заканчиваются на отрицательном заряде.
2. Когда положительный заряд помещается рядом с отрицательным зарядом, силовые линии начинаются в первом и заканчиваются во втором.
3. Количество силовых линий, выходящих из положительного заряда или входящих в отрицательный заряд, пропорционально величине заряда.
4. Линии поля никогда не пересекаются.
5. Сила электрического поля определяется количеством силовых линий, проходящих через единицу площади, и, следовательно, пропорциональна близости силовых линий. Они расположены близко друг к другу там, где электрическое поле сильное, и далеко друг от друга там, где поле слабое.
6. Направление электрического поля совпадает с направлением силовых линий электрического поля в случае одиночного изолированного заряда. Если два заряда расположены рядом друг с другом, направление электрического поля задается касательной, проведенной в любой точке прямой.

Как рисовать линии электрического поля

Линии электрического поля следуют определенной схеме и конфигурации в зависимости от распределения электрических зарядов. Поскольку электрическое поле является вектором, его изображают стрелками, проведенными рядом с зарядами. Правила рисования линий электрического поля следуют упомянутым выше свойствам.

Для одиночного заряда

Для одиночного изолированного заряда линии нарисованы по-разному для положительных и отрицательных зарядов, как показано на рис. 1. Они нарисованы таким образом, что выходят из положительного заряда и заканчиваются на бесконечности. С другой стороны, линии начинаются от бесконечности и заканчиваются на отрицательном заряде. Такое направление известно как радиальное направление. Другими словами, линии направлены радиально наружу для положительного заряда и радиально внутрь для отрицательного заряда.

Сила заряда также влияет на рисование линий. Меньший заряд будет иметь меньше линий, окружающих его, чем более высокий заряд, как показано на рисунке 2. Поскольку плотность линий в любой точке указывает на напряженность электрического поля в этой области, чем ближе линии, тем сильнее поле. Плотность высока вблизи заряда и уменьшается по мере продвижения дальше.

Рисунок 2: Плотность линий электрического поля

Для двух изолированных точечных зарядов

Наличие других зарядов изменит путь линий электрического поля. В этом случае электрическое поле будет подчиняться принципу суперпозиции. Величина и направление электрического поля в каждом месте представляют собой просто векторную сумму векторов электрического поля для каждого заряда.

Возьмем простой случай двух противоположных зарядов одинаковой величины, расположенных рядом друг с другом, как показано на рисунке 3. Электрические поля в точке A, вызванные зарядами +q и -q, равны E ₁ и Е ₂ соответственно. Следовательно, чистое электрическое поле в точке А, вызванное зарядами, равно E = E ₁ + E ₂ . Точно так же предположим, что выбраны другие точки в области (не показаны на изображении для простоты). Электрическое поле в этих точках можно определить с помощью этого векторного метода сложения.

Электрическое поле, вызванное двумя точечными зарядами

Зная электрическое поле в различных точках, мы можем приступить к рисованию силовых линий. Имейте в виду, что направление электрического поля касается линии электрического поля в этой точке (см. свойство № 6). На следующем изображении показаны силовые линии между (а) двумя одинаковыми и противоположными зарядами и (б) двумя равными и подобными зарядами. Из рисунка 4 видно, что разноименные заряды притягиваются, а разноименные отталкиваются.

Рис. 4. Как рисовать линии электрического поля

Для проводника

В случае проводника заряды лежат на поверхности. Вектор электрического поля можно разложить на перпендикулярную и параллельную составляющие. Параллельные компоненты компенсируют друг друга; в противном случае в проводнике возникнет поверхностный ток. Перпендикулярные компоненты будут добавлять и вносить свой вклад в общее электрическое поле. Поэтому силовые линии электрического поля проводятся перпендикулярно поверхности проводника.

Для симметричной поверхности, такой как сфера или цилиндр, перпендикулярные компоненты являются радиальными. Линии нарисованы так, что они радиально выходят (наружу) из положительно заряженного проводника, как показано на рисунке 5. Если проводник имеет отрицательный заряд на своей поверхности, то линии будут радиально внутрь, как указано в свойствах (# 1).

Рисунок 5: Линии электрического поля Сферический цилиндрический проводник

Часто задаваемые вопросы

Q.1. Почему силовые линии электрического поля не проходят через проводник?

Ответ. Свободные электроны в проводнике устраивают так, чтобы нейтрализовать любую линию электрического поля внутри и сделать электрическое поле нулевым. Таким образом, они имеют самый низкий потенциал.

Q.2. Почему силовые линии электрического поля искривляются вблизи краев плоского конденсатора?

Ответ. Силовые линии электрического поля в конденсаторе с плоскими пластинами представлены параллельными линиями между двумя проводящими пластинами — положительной и отрицательной. По краям линии изгибаются, потому что заряды ведут себя как точечные заряды. Это явление известно как краевой эффект.

Q.3. Почему линии электрического поля не могут быть прерывистыми?

Ответ. Если силовые линии электрического поля прерывисты, электрическое поле не будет воздействовать на заряд в точках разрыва. Это невозможно, потому что заряд испытывает постоянную силу, когда движется в электрическом поле.

Q.4. В чем основное различие между магнитными и электрическими силовыми линиями?

Ответ. Магнитные силовые линии замкнуты. Они путешествуют внутри магнита и намагниченного объекта. С другой стороны, электрические силовые линии представляют собой непрерывные незамкнутые петли. Их нет внутри проводника.

Q.5. Могут ли силовые линии электрического поля пересекаться?

Ответ. Электрическое поле определяется путем проведения касательной в любой точке линий электрического поля. Если линии пересекутся, это будет означать, что в точке пересечения есть два электрических поля, что невозможно.

• Ссылки

Последняя редакция статьи: понедельник, 27 сентября 2021 г.

Линии электрического поля: понятия, определение и свойства . Понятие электрического поля впервые было предложено физиком XIX века Майклом Фарадеем. Фарадей понимал, что структура линий, описывающая электрическое поле, является невидимой реальностью. 9{2}}$

Теперь, чтобы получить представление об этом поле, можно нарисовать несколько репрезентативных векторов, как показано на рисунке ниже.

• вектор заряда становится короче по мере удаления от начала координат, и они всегда направлены радиально наружу.
• Соединение этих векторов в линию — хороший способ представить электрическое поле.
• Линия электрического поля – это воображаемая линия, нарисованная таким образом, что ее направление в любой точке совпадает с направлением поля в этой точке.
• Линия поля вообще представляет собой кривую, проведенную таким образом, что касательная к ней в каждой точке направлена ​​в сторону чистого поля в этой точке.

Понятие и определение

Определение: Линия электрического поля представляет собой воображаемую линию или кривую, проведенную над областью пустого пространства так, что ее касательная в каждой позиции указывает в направлении вектора электрического поля в этой позиции.

Относительное расстояние между линиями указывает на напряженность электрического поля в этой точке. Итак,

• Величина поля определяется плотностью линий. Это означает, что напряженность электрического поля из-за заряженного тела больше в области, где плотность силовых линий высока. В области, где плотность этих линий мала, электрическое поле имеет меньшую напряженность.
• Магнитуда велика вблизи центра, где силовые линии электрического поля расположены близко друг к другу, и становится слабее по мере того, как они удаляются дальше наружу, где они относительно друг от друга или имеют меньшую плотность.
• Линию поля или электрическую силовую линию можно рассматривать как путь, по которому двигался бы небольшой положительный пробный заряд, если бы мы позволили ему свободно двигаться по пути.

Правила рисования линий электрического поля Узоры

1. Линия поля начинается с положительного заряда и заканчивается либо с отрицательным зарядом, либо на бесконечности. Таким образом, мы можем нарисовать векторы электрического поля в каждой точке пространства вокруг заряда и соединить их, чтобы сформировать линии.
2. Следует отметить, что для каждого местоположения векторы электрического поля касаются направления линий электрического поля в любой заданной точке. (физикаклассрум.com)
3. Когда поле сильнее, линии поля ближе друг к другу.
4. Количество силовых линий зависит от величины электрического заряда.
5. Линии поля никогда не должны пересекаться.

Линии поля из-за некоторых конфигураций заряда

Для положительного заряда

• Линии поля одного положительного заряда направлены радиально наружу

Для отрицательного заряда

• Для отрицательного заряда они радиально внутрь, как показано ниже на рисунке

На этих двух рисунках выше показано, как рисовать линии поля для одного заряда (+ive и -ive)

Линии электрического поля для конфигураций двух или более зарядов

• Линии поля вокруг системы из двух заряды дают иную картину и описывают взаимное отталкивание между собой.

• Линии поля вокруг системы положительного и отрицательного заряда ясно показывают взаимное притяжение между ними, как показано ниже на рисунке.

Свойства линий электрического поля

Некоторые важные общие свойства линий поля:

1. Линии поля начинаются с положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом.
2. Они направлены от положительного электрического заряда к отрицательному электрическому заряду. Таким образом, в любой точке, касательной к силовым линиям, определяется направление электрического поля в этой точке.
3. Эти линии покидают или входят в заряженную поверхность нормально.
4. Силовые линии никогда не пересекаются, потому что если они это сделают, то в точке пересечения будет два направления электрического поля.
5. Линии электрического поля не проходят через проводник, это показывает, что электрическое поле внутри проводника всегда равно нулю.
6. Линии электрического поля представляют собой непрерывные кривые в свободной от заряда области.
7. Силовые линии электрического поля имеют тенденцию сокращаться по длине. Это объясняет существование электрической силы притяжения между двумя противоположно заряженными объектами.
8. Электрические силовые линии имеют тенденцию расширяться в стороны, т. е. они имеют тенденцию отделяться друг от друга в направлении, перпендикулярном их длине. Это объясняет электрическую силу отталкивания между одноименными зарядами.

Вопросы

Что представляет линия электрического поля?

Когда линии электрического поля параллельны друг другу?

Где начинаются и заканчиваются силовые линии электрического поля?

Другие полезные ссылки

• Заряды и поля — Электрическое поле | Электростатика | Эквипотенциал — Интерактивное моделирование PhET (colorado.edu)
• Электрические заряды и поля Класс 12 MCQ

сделайте ссылку на эту страницу, скопировав следующий текст
com/elec/electric-field-lines.php»>линии электрического поля

---

• Примечания
  • Электрический заряд, основные свойства электрического заряда и электричество трения
  • Электрическая и электростатическая силы
  • Закон Кулона (с векторной формой)
  • Принцип суперпозиции
  • Электрическое поле и расчет электрического поля
  • Электрическое поле из-за линейного заряда
  • Линии электрического поля
  • Электрический флюс
  • Электрический диполь и дипольный момент
  • Электрическое дипольное поле
• Назначение
  • Электростатика Вопросы с несколькими вариантами ответов
  • Проблемы с электростатикой
  • Электростатика Вопросы и ответы
  • Электростатика Важные вопросы для класса 12

---

Линии электрического поля: определение, свойства, правила, рисование

• Автор Анум
• Последнее изменение 20-07-2022

• Автор Анум
• Последнее изменение 20-07-2022

Линии электрического поля: Электрическое поле — это область вокруг заряда, где другие заряды могут чувствовать его влияние. Математически электрическое поле в точке равно силе на единицу заряда. Это векторная величина, т. е. она имеет как величину, так и направление. Для системы зарядов электрическое поле представляет собой окружающую их область взаимодействия. Но как мы это визуализируем? Заряды могут чувствовать поле вокруг себя, но мы можем просто обнаружить его с помощью соответствующего оборудования. Чтобы графически изобразить общую напряженность поля, Майкл Фарадей в \(19\rm{th}\) века, выдвинул идею линий электрического поля.

Линии электрического поля

Линии электрического поля представляют собой линии электрического поля на бумаге. Это рисунки, изображающие электрические поля вокруг заряженных объектов с помощью линий и стрелок, что делает их очень полезными для визуализации силы и направления поля. Как и все векторы, электрическое поле может быть представлено стрелкой, длина которой пропорциональна его величине и указывает направление результирующего электрического поля в этой точке.

1. В смысле стрелок на линиях касательная в любой точке к электрическому полю дает направление электрического поля в этой точке.
2. Величина поля пропорциональна количеству силовых линий на единицу площади, проходящих через небольшую поверхность, перпендикулярную линиям.
3. Таким образом, силовые линии определяют величину, а также направление электрического поля. В точках, где силовые линии расположены близко друг к другу, электрическое поле считается более сильным, а в точках, где силовые линии расположены далеко друг от друга, — это точки, где электрическое поле сравнительно слабее.

Узнайте о линиях электрического поля здесь

Фарадей изобрел изображение линий поля, чтобы разработать интуитивно понятный нематематический способ визуализации электрических полей вокруг заряженных конфигураций. Фарадей называл их «силовыми линиями». Этот термин несколько вводит в заблуждение, особенно в отношении магнитных полей, поэтому их назвали «линиями поля» (электрическими или магнитными).

Как рисуются линии электрического поля?

Чтобы понять, как рисовать линии поля вокруг точечного заряда, предположим, что точечный заряд находится в начале координат. От этого заряда рисуются векторы в направлении электрического поля, причем длина каждого вектора отображает напряженность электрического поля в этой точке.
Электрическое поле, вызванное точечным зарядом, изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния этой точки от точечного заряда. Таким образом, вектор электрического поля становится короче по мере удаления от начала координат в радиальном направлении наружу.

Изучение концепций экзамена на Embibe

Каждая маленькая стрелка указывает силу, испытываемую единичным положительным зарядом, находящимся на конце каждой стрелки; соединяя стрелки в направлении вдоль линии, мы получаем силовую линию электрического поля. Точно так же можно нарисовать много линий поля, все из которых направлены наружу от точечного заряда. Это дает нам направление электрического поля.

Плотность силовых линий представляет величину электрического поля в этой точке. Вблизи заряда поле сильнее; таким образом, плотность силовых линий больше, а силовые линии гораздо ближе. Но по мере того, как поле становится слабее вдали от заряда, плотность силовых линий уменьшается. Можно провести бесконечное количество линий, чтобы представить электрическое поле в любой области.

Практические экзаменационные вопросы

В трех измерениях количество линий на единицу площади поперечного сечения учитывается при расчете плотности силовых линий в области. Поскольку электрическое поле изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от точечного заряда, площадь, окружающая заряд, увеличивается по мере удаления от заряда. Число силовых линий, пересекающих ограждающую область, остается постоянным, каким бы ни было расстояние области от заряда.

Каковы свойства линий электрического поля?

Свойства линий электрического поля

Свойства силовых линий электрического поля следующие:

1. Линии поля начинаются с положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом.
2. Линии электрического поля движутся от положительного электрического заряда к отрицательному электрическому заряду.
3. Касательная, проведенная в любой точке силовой линии, дает направление электрического поля в этой точке.
4. Линии электрического поля входят или выходят из заряженной поверхности нормально.
5. Линии поля никогда не пересекаются, потому что если они это сделают, то в точке пересечения будет два направления электрического поля.
6. В однородном электрическом поле силовые линии прямые, параллельные и равномерно расположенные.
7. Линии электрического поля не могут проходить через проводник; вот почему электрическое поле внутри проводника всегда равно нулю.
8. В свободной от заряда области линии электрического поля представляют собой непрерывные кривые.
9. Линии электрического поля имеют тенденцию сокращаться в длину из-за силы притяжения между двумя противоположно заряженными объектами.
10. Электрические силовые линии имеют тенденцию расширяться в стороны, т. е. они стремятся отделиться друг от друга в направлении, перпендикулярном их длине, из-за силы отталкивания между одноименными зарядами.

Линии электрического поля вокруг различных конфигураций зарядов

а. Вокруг положительного заряда : Линии электрического поля проходят радиально от положительного заряда.

б. Вокруг отрицательного заряда : Линии электрического поля направлены радиально к отрицательному заряду.

в. Вокруг двух положительных зарядов : Рисунок линий электрического поля между двумя положительными зарядами равной величины может быть показан как:

д. Вокруг двух отрицательных зарядов : Рисунок линий электрического поля между двумя отрицательными зарядами равной величины может быть показан как:

эл. Вокруг положительного и отрицательного заряда : Образец электрического поля из-за двух равных и противоположных зарядов может быть показан как:

Почему линии электрического поля никогда не пересекаются друг с другом?

Линии электрического поля в области описывают характер электрического поля в системе зарядов. Они также показывают направление напряженности электрического поля в точке в области пространства. Если силовые линии электрического поля пересекаются, то должно быть отчетливо два электрических поля с разными направлениями. Это невозможно, так как отдельное место имеет только одно направление и величину связанного с ним электрического поля.

Попытка пробных тестов

Электрическое поле: линия или кривая?

Линии электрического поля показывают графическое отображение электрического поля вокруг конфигурации зарядов. Линия электрического поля, вообще говоря, представляет собой кривую, нарисованную таким образом, что касательная к ней в каждой точке проходит в направлении чистого поля в этой точке. Стрелка на кривой необходима для указания направления электрического поля из двух возможных направлений, указанных касательной к кривой. Силовая линия — это пространственная кривая, т. е. кривая в трех измерениях.

Где сильнее поле на R или на S?

Линии поля более плотные в местах, где поле сильное, и дальше друг от друга в области, где поле слабое. Таким образом, по близости или относительной плотности силовых линий в данных точках можно судить о напряженности электрического поля в этой точке. Чтобы сравнить напряженность поля между \(R\) и \(S\), представьте равные и малые элементы площади, расположенные в точках \(R\) и \(S\) по нормали к силовым линиям. Количество силовых линий на нашей картинке, пересекающих элементы площади, пропорционально величине поля в этих точках. Как видно из рисунка, поле в \(R\) сильнее, чем в \(S\).

Резюме

Линии электрического поля представляют собой линии электрического поля на бумаге. Это рисунки, изображающие электрические поля вокруг заряженных объектов с помощью линий и стрелок, что делает их очень полезными для визуализации силы и направления поля.
Ниже приведены основные свойства линий электрического поля:

1. Линии поля начинаются с положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом.
2. Линии электрического поля движутся от положительного электрического заряда к отрицательному электрическому заряду.
3. Касательная, проведенная в любой точке силовой линии, дает направление электрического поля в этой точке.
4. Линии электрического поля входят или выходят из заряженной поверхности нормально.
5. Линии поля никогда не пересекаются, потому что если они это сделают, то в точке пересечения будет два направления электрического поля.
6. В однородном электрическом поле силовые линии прямые, параллельные и равномерно расположенные.
7. Линии электрического поля не могут проходить через проводник; вот почему электрическое поле внутри проводника всегда равно нулю.
8. В свободной от заряда области линии электрического поля представляют собой непрерывные кривые.
9. Можно провести бесконечное количество линий, чтобы представить электрическое поле в любой области.

Часто задаваемые вопросы о линиях электрического поля

В.1. Что такое линия электрического поля?
Ans: Линии электрического поля можно определить как кривую, представляющую направление электрического поля, когда к нему в любой точке проведена касательная. Они используются для схематической реализации наличия электрического поля в данной области.

Q.2. Что такое электрическое поле?
Ans: Электрическое поле – это область вокруг заряда, в которой аналогичные заряды могут испытывать его влияние. Это векторная величина, равная силе на единицу заряда, действующей в данной точке вокруг электрического заряда.

В.3. Нарисуйте линии электрического поля вокруг двух противоположных зарядов, причем величина отрицательного заряда меньше величины положительного заряда.
Ответ:   Когда меньший отрицательный заряд помещается поперек более значительного положительного заряда, линии поля распределяются следующим образом:

В.4. Могут ли пересекаться две силовые линии электрического поля?
Ответ: Нет, две линии электрического поля не пересекаются. Если силовые линии электрического поля пересекаются, то это будет означать, что мы можем провести две касательные в точке их пересечения. Таким образом, напряженность электрического поля в точке будет иметь два направления, что невозможно.

Q.5. Почему внутри проводника нет силовых линий электрического поля?
Ответ: В проводнике нет силовых линий электрического поля, потому что электрическое поле внутри проводника равно нулю.

В.6. Напишите несколько свойств линий электрического поля.
Ответ: Несколько общих свойств силовых линий:

1. Линии электрического поля начинаются с положительного заряда и заканчиваются с отрицательным зарядом.
2. Линии поля не образуют замкнутые кривые.
3. Количество силовых линий электрического поля, покидающих положительный заряд или входящих в отрицательный заряд, пропорционально величине заряда.
4. Линии электрического поля никогда не пересекаются.
5. Если электрическое поле в данной области пространства равно нулю, линий электрического поля не существует.
6. В однородном электрическом поле силовые линии прямые, параллельные и равномерно расположенные.

Исследование электрического поля, вызванного точечным зарядом и системой зарядов

Мы надеемся, что эта подробная статья о линиях электрического поля поможет вам в подготовке. Если вы застряли, сообщите нам об этом в разделе комментариев ниже, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.

Практические вопросы по электрическим полям с советами и решениями

Электрические силовые линии

Электростатика Введение Атом Электрический заряд Недвижимость электрического заряда Методы зарядка Закон Кулона Электрический поле Электрический силовые линии Электрический поток Электрический потенциальная энергия Электрический потенциал потенциал разница

Электромагнетизм >> Электростатика >> Электрический силовые линии Мы знаем что, когда единичный заряд или точечный заряд помещается в электрическое поле другой заряженной частицы, оно будет испытывать силу. направление этой силы может быть представлено воображаемой линии. Эти воображаемые линии называются электрическими линиями сила. Электрические силовые линии также называют электрическими. линии поля. Понятие электрических силовых линий было введен Майклом Фарадеем в 1837 г. направление электрических силовых линий для положительных и отрицательный заряд показан на рисунке ниже. Для позитива заряда электрические силовые линии удаляются от центр заряда. Но в случае отрицательного заряда электрические силовые линии движутся к центру обвинение. Противоположные заряды притягиваются и подобные заряды отталкивают Напротив сборы привлекают Если два противоположных заряда расположены близко друг к другу, они притягиваются, потому что сила, существующая между ними, привлекательный. Лет Рассмотрим два противоположных заряда, как показано на рисунке ниже. На приведенном ниже рисунке ясно видно, что для положительного заряда электрические силовые линии удаляются от центра положительный заряд и для отрицательного заряда электрические линии силы движется к центру отрицательного заряда. Если эти два противоположных заряда расположены близко друг к другу, положительный заряд движется в направлении электрического силовых линий и входит в электрическое поле отрицательных обвинение. Здесь положительный заряд притягивается к отрицательному заряду потому что электрические силовые линии для отрицательного заряда также находятся в том же направлении. Следовательно, два противоположные заряды притягиваются. Одинаковые заряды отталкивают Если два Положительные заряды располагаются близко друг к другу, они получают отталкиваются, потому что сила, существующая между ними, отталкивающий. Давайте рассмотрим два положительных заряда, как показано на рисунке ниже. На приведенном ниже рисунке ясно видно, что как для положительного заряды электрические силовые линии удаляются от центра положительных зарядов. Если эти два положительных заряда расположены близко друг к другу, оба заряды будут пытаться двигаться в направлении электрических силовые линии. Положительный заряд с левой стороны попытается двигаться к положительному заряду с правой стороны, но электрические силовые линии положительного заряда правой стороны противостоять этому движению. В аналогичным образом, положительный заряд с правой стороны также будет испытать противодействующую силу с левой стороны положительно обвинение. Следовательно, оба заряда испытают силы отталкивания друг от друга. Если два отрицательных заряда расположены близко друг к другу, они отталкиваются, потому что сила, существующая между ними, отталкивающий. Давайте рассмотрим два отрицательных заряда, как показано ниже. фигура. На приведенном ниже рисунке ясно видно, что как для электрические силовые линии отрицательных зарядов движутся к центр отрицательных зарядов. Если эти два отрицательных заряды расположены близко друг к другу, оба заряда попытается двигаться в направлении линий электропередач сила. Отрицательный заряд слева испытает тяговое усилие с правой стороны отрицательного заряда, но электрические силовые линии для левого отрицательного заряда находится в противоположном направлении. Следовательно, он будет отдаляться от с правой стороны отрицательный заряд. Аналогичным образом, отрицательный заряд правой стороны попытается уйти от левосторонний отрицательный заряд. Следовательно, оба обвинения будут отдаляться друг от друга. Свойства силовых линий электропередач 1) электрические силовые линии начинаются с положительного заряда и заканчивается отрицательным зарядом. 2) Электрические силовые линии всегда входят или выходят из заряженная поверхность нормально. 3) Электрические силовые линии никогда не пересекаются друг с другом. Другой. 4) Силовые электрические линии не могут проходить через дирижер. 5) Когда два противоположных заряда расположены близко друг к другу, электрические силовые линии, присутствующие между ними, станут укоротить по длине. 6) Когда два одинаковых заряда расположены ближе друг к другу, электрические силовые линии, присутствующие между ними, станут увеличена в длину.

Линии электрического поля — определение, свойства, притяжение, часто задаваемые вопросы

Как определить поле или просто что означает поле? «Поле» — это термин, относящийся к величине, которая определена в каждой точке пространства. Электрическое поле в точке пространства вокруг заряда или системы зарядов дает нам силу, которую испытал бы единичный положительный пробный заряд, если бы он был помещен в эту точку, не возмущая систему. Теперь работа линий электрического поля состоит в том, чтобы отображать это электрическое поле вокруг заряда или конфигурации зарядов графически. Итак, в этой статье мы узнаем о том, «каков физический смысл электрического поля?», «что такое линии электрического поля?», «какую информацию нам предоставляют линии электрического поля?», «линии электрического поля/силовые электрические линии». об отрицательном заряде, положительном заряде, электрическом диполе и некоторых других конфигурациях», «свойствах силовых линий электрического поля или характеристиках силовых линий электрического поля» и «дифференциальном уравнении для силовых линий электрического поля»

Также проверка-

• NCERT IMEPRAR CLASS 11TH PHICICS SOLUTION в точке пространства вокруг системы / конфигурация зарядов говорит нам, как единичный положительный тестовый заряд будет испытывать силу в этой конкретной точке. Теперь это поле не зависит от пробного заряда, который мы используем для определения электрического поля в этой конкретной точке. Таким образом, мы можем сказать, что, зная электрическое поле в любой точке пространства, мы можем рассчитать величину и направление силы, действующей на единичный пробный заряд в этой конкретной точке. Направление электрического поля направлено наружу от положительного заряда и направлено внутрь в случае отрицательного заряда. Пусть Е — напряженность электрического поля в точке г, а q0 — пробный заряд, тогда F(r) = q0E(r). Это и есть физический смысл электрического поля.

  Что такое линии электрического поля?

  Электрическое поле вокруг заряда или конфигурации зарядов можно графически изобразить с помощью линий электрического поля, также называемых электрическими силовыми линиями. Это математический способ визуализации электрических полей вокруг заряда или системы зарядов, расположенных в определенной конфигурации. Эта концепция была разработана физиком Майклом Фарадеем в 19 веке. На самом деле силовые линии электрического поля — это не что иное, как путь, по которому будет двигаться единичный положительный заряд, если его поместить туда и позволить ему свободно двигаться. Однако для определения линий электрического поля мы можем определить линию электрического поля как путь, который может быть изогнутым или прямым в электрическом поле, так что касание к нему в любой точке дает нам направление электрического поля в этой точке.

  Рассмотрим рисунок-1, , приведенный ниже, представляет собой электростатическую силовую линию. Касательная к линии в точке P дает нам направление электрического поля Ep и, аналогично, касательная к кривой линии в точке R дает нам направление напряженности электрического поля ER.

  (Рис. 1)

  Таким образом, линии электрического поля предоставляют информацию о направлении напряженности электрического поля в точке. Кроме того, величина электрического поля представлена ​​плотностью силовых линий или количеством электрических силовых линий в этой области. Более плотная область с силовыми линиями; больше величина напряженности электрического поля в этой области. Обратите внимание, что эти линии поля находятся во всех трех измерениях.

  Линии электрического поля о заряде и конфигурации зарядов

  На рис. 2 показаны линии электрического поля/силовые линии, обусловленные одиночным положительным зарядом. Обратите внимание на направление линий электрического поля. Эти линии для одиночного положительного точечного заряда направлены радиально наружу и простираются до бесконечности.

  (Рис-2)

  Однако в случае одиночного отрицательного точечного заряда линии электрического поля направлены радиально внутрь. См. рис. 3.

  (Рис-3)

  На Рис. 4 показаны силовые линии электрического поля для пары одинаковых и противоположных зарядов, также называемой электрическим диполем. Обратите внимание на направление электрического поля, оно идет от положительного заряда к отрицательному. Эти линии электрического поля показывают, что между двумя противоположными зарядами существует взаимное притяжение. Следовательно, это линии притяжения между зарядами.

  (Рис. 4)

  На рис. 5 показаны силовые линии электрического поля для противоположных и неравных зарядов. Силовые линии электрического поля сгущаются по направлению к заряду большей величины.

  (Рис. 5)

  На Рис. 6 показаны силовые линии электрического поля, обусловленные двумя одинаковыми положительными зарядами. Эти силовые линии имеют отталкивающий характер. Эти линии оказывают боковое давление друг на друга, что приводит к отталкиванию между зарядами. Также обратите внимание, что точно посередине находится нейтральная точка (точка M), где результирующая напряженность электрического поля равна нулю.

  (Рис. 6)

  Примечания NCERT по физике:

  • Примечания NCERT 11 класс Физика
  • Заметки NCERT для 12-го класса физики
  • Заметки NCERT для всех предметов

  Аналогичным образом, на рис. 7 показаны линии электрического поля, вызванные двумя одинаковыми отрицательными зарядами.

  (Рис-7)

  Эта нейтральная точка смещается от центрального положения, если заряды неравны, где эта нейтральная точка ближе к меньшему заряду (см. рис.-8).

  (Рис-8)

  Некоторые другие разные случаи, такие как представление линий поля из-за 2 равных положительно заряженных стержней, перпендикулярных странице (см. рис-9) и за счет двух стержней с линейной плотностью заряда 2 и –λ соответственно, перпендикулярных странице (см. рис.-10).

  (Рис. 9)

  Прямоугольником обозначена нейтральная точка, в которой электрическое поле равно нулю.

  Подробнее:

  • Решения NCERT для класса 12 Физика Глава 1 Электрические заряды и поля
  • Пример NCERT Класс 12 Решения по физике Глава 1 Электрические заряды и поля

  • Свойства

    3

    Свойства линий электрического поля:

    1. Линии электрического поля всегда непрерывны по своей природе. Это непрерывные кривые, но они не образуют петель. Они начинаются с положительного заряда или положительно заряженного тела и заканчиваются отрицательным зарядом или отрицательно заряженным телом. В случае одного положительного и отрицательного заряда силовые линии электрического поля заканчиваются или начинаются на бесконечности.

    2. Касательная к линии электрического поля в любой точке дает нам направление электрического поля в этой конкретной точке.

    3. Две силовые линии электрического поля никогда не пересекаются друг с другом. Причина этого в том, что если две линии будут пересекаться друг с другом, то в этой точке пересечения мы можем провести 2 касательные, которые дадут два направления электрических полей E1 и E2, что невозможно (рис. 11). Следовательно, две линии электрического поля никогда не пересекутся друг с другом.

    (Рис-11)

    4. Линии электрического поля оказывают боковое давление в случае отталкивания между одноименными зарядами.