В електростатично поле 1
Начало | За нас | обратна връзка
Закон за запазване на електрическия заряд
Още в древността е било известно, че кехлибар, носи на косата, дърпа светлинни обекти. Английски лекар Гилбърт (края на XVI век.), Наречена на организма, способна да привлече след триене леки предмети, електрифицирана. Сега ние казваме, че тялото в същото време да придобие електрически заряди. Не-въпреки огромното разнообразие на вещества в природата, има само два вида електрически заряди: такси, възникнали като стъкло, износени върху кожата (те се наричат положителен), както и разходите, произтичащи от такива Ebony, носени върху козината (наречена тях отрицателен -та); като такси се отблъскват взаимно, за разлика - на привличане-vayutsya.
Емпирично (1910-1914) Амер ICAN физик Milliken R. (1868 - 1953) показа, че на електрическия заряд е дискретна петна, т.е. заряда на всяко тяло е неразделна кратно на елементарни електрически небе zaryadae (е = 1,6 .. • 10 -19 Кл). Елек-Tron (т = 9, 11 • 10 -31 кг) и протон (Тг = 1.67 • 10 -27 кг) са съответно елементарни носители на отрицателни и положителни заряди.
Всички органи в природата са способни на RE-разговор, т.е.. Е. За да придобие електрически заряд. Органите за електрификация може изобразяване с множество нишки stvlyatsya различни начини: имунитета на Sopra (триене), електростатично индукция, и т.н. Всеки процес на зареждане се намалява за зареждане разделяне, в която един от органите (или части на тялото) има излишък на положителна-отрицателна-заряд, а другият (или друга част на тялото) - на отрицателен заряд излишък. Общият брой на обвинения в нито знак, съдържаща се в телата, без да променя etsya: тези такси се преразпределят само между-органи.
Обобщаване на експерименталните данни е създадена основния закон с тояги, експериментално потвърдени през 1843 г. от английския физик Майкъл Фарадей ия на (1791 -1867) - закона за запазване на серия: алгебричната сума на електрически-ING такси от какъвто и затворена система (системата не обмен на такси с външни тела) остава един и същ, без значение какво процеси може да настъпи до тази система.
Електрически заряд - .. D-стойност релативистичната инвариант, т.е. независимо от референтната система, и следователно не зависи от това дали таксата е в движение или в покой.
В зависимост от концентрацията на тарифите си тяло-Bodnya са разделени на кабелните-ки, диелектрици и полупроводници. Про-греди - на тялото, в което електрически заряд може да се мести около неговия обем. Проводниците са разделени в две групи, NN-1) проводници от първия вид (метал-Ly) - прехвърлянето им зарежда (електрони свобода) не се придружават от кал-химични трансформации; 2) проводници от втория вид (например, стопена сол разтвори на киселини) - прехвърляне тях такси (положителен и отрицателен отрицателен йон) води до измеримо химически neniyam. Диелектрици (например, стъкло, пластмаса) - орган, който е практически ски няма свободни такси. Полупроводници (например, германий, крем-NY) заемат междинно положение между проводниците и изолаторите. Подразделението на органите е много условно, но голяма разлика в тяхната obuslov-Ливан огромни качествени различия концентрация на свободни заряди в тяхното поведение и следователно оправдава разделянето на органи в проводници, изолатори и полупроводници.
Единица за електрически заряд (про-производно единица, както е определена чрез единица ток) - висулка (Cl) - електрически заряд, преминаваща през сечението на проводника в ток от 1 A за време от 1 секунда.
Законът на взаимодействие електрическите заряди стационарни-Chechnev е настроен на 1785 Sh чрез Кулон krutil-ТА тежести, като тези (вж. § 22) G.Kavendishem използва за определяне на гравитационната константа план (по-рано този закон е бил открит T . Кавендиш, но работата му остава неизвестно за повече от 100 години). On-точка се нарича такса локализиран върху тялото, чиито линейни размери са пренебрежимо малко в сравнение с разстоянието до Дру-GIH обвинен органи, с които взаимодействието-взаимодействащи. Концепцията на точка такса, както материалната точка е физика кал абстракция а.
Закон на Кулон взаимодействие сила F между две стационарни точка такси разположени във вакуум пропорционална такси Q1 и Q2, и обратно пропорционална на квадрата на R разстояние между тях;
където К - коефициентът на пропорционално STI, в зависимост от избора на система единици.
Силата F насочена по права линия Съед вая взаимодействие такси, т. Е. е централно, и съответните а-привличане (F <0) в случае разно-именных зарядов и отталкиванию (F>0) в случай на подобни обвинения. Тази сила се нарича сила на Кулон.
В вектор форма, закона на Кулон е IME тип
където F12 - силата, която действа от Q1 на акция Q2 заплащане. R12- радиус възрастта тор свързване заряд Q2 с Q1 заплащане. R = | R12 | (Фигура 117.). В Q2 акция Stora-такса Q1 ни сила F21 = -F12. т. е. от електрическо взаимодействие заряд Single-AF-ТА удовлетворява третина на Нютон-клада.
Факторът SI е пропорционално STI
След това, закона на Кулон е написана под формата на окончателност-ING:
Количеството нарича електрически постоянен e0; тя е сред Фунда-психически и физически константи е
e0 = 8.85 • 10 -12 Cl 2 / (з • m 2),
където farads (F) - единица капацитет (виж §93.). след това
Електростатично поле. Електрически интензивност поле
Ако пространството около изолираща електрон-такса, за да направи друг заряд, а след това ще работи на силата на Кулон; Така че, в пространството около сегашните електрически заряди, има силово поле. Според концепцията на действително модерна поле физика су съществува заедно с веществото и е форма на съществуване на материята, която се извършва от оп-определеност взаимодействието между макро scopic тела или частици, WMOs като идващата в на веществото. В този SLU чай приказки за електрическо поле - полето, с помощта на който взаимодействието съществуват електрически заряди. Ние ще разгледаме електрическо поле, кото-ръж са фиксирани електрически заряди и леопард нареченото електро-оптичен диапазон.
използване etsya точка на изпитване за откриване на положителен заряд и опит Изследвайте-vanija електростатично поле - такса, която не се деформира, кутия за изпитване (не доведе до преразпределение на обвиненията, които произвеждат тази област). Ако полето произвежда от такса Q, на мястото тест заряд Q0. след това върху него сила F. различни в различните точки на областта, която в съответствие със закона на утробата Ку (78.2), е пропорционално на сонда заряд Q0. Следователно съотношението F / Q0 е независима от и Q0-параметър характеризира електрическо поле в точката, където таксата за тест е. Тази стойност се нарича по-конюгат и включване на захранването acterization характеризира електростатично поле.
електрически интензитет на поле в даден момент е имало физическа ранг, който се определя от силата, действаща на единица положителен заряд, в премествания в този момент от полето:
Както следва от формули (79.1) и (78.1), точка заряд якост поле във вакуум
или в скаларна форма
посока вектор Е съвпада с бордови силите, действащи върху поло-zhitelny такса. Ако полето произведен от положителния заряд на E-вектор насочена по вектора радиус от пространство такса за външни (положителен заряд отблъскване на сондата); Ако полето се генерира от отрицателен заряд, вектор Е е насочено към заряд (фиг. 118).
От формула (79.1), че електростатично поле единица напрежение агенция - нютона на Кулон (H / C): 1 H / Cl - такава сила поле, което е при С разходи точка 1 се упражни сила на 1 Н; 1 Н / С = 1 / т, където V (волта) - единица капацитет на електростатичното поле.
Изобразяват графично областта електростатичен чрез обтегнати повърхност линии - линии, чиито допирателни във всяка точка съвпада с посоката на вектор Е (Фигура 119.). Линии напрегната-ност се приписват на посоката на ко-съвпадат с посоката на вектора на-conjugacy. Тъй като при всеки даден момент в пространството, вектор интензивност има само в една посока, линиите на напрежение никога не се пресичат. За равномерно поле (където векторът в conjugacy във всяка точка е постоянен по сила и посока) на напрежението вектор интензитет паралелно поле напрегната-ност. Ако полето се генерира от една точка зад себе си, в непосредствена близост до линията на напрежение - за-циален направо излиза от такса, ако тя е положителна, и СМО-dyaschie в нея, ако обвинението е отрицателен (фигура 120, а.) (Фигура 120, б.). Благодарение на голяма повърхност прегледност графичен метод на представяне на електрическите полета са широко използвани в електротехниката.
За да използвате линиите на хард STI да бъдат охарактеризирани не покриви чувствах, за посоката, но и стойността на напрегнато-ност на електростатично поле условия, се налага да ги харчат с определен дълбоко един (виж фигура 119 ..): Броят на напрегнато-ност линии, пиърсинг единица площ, перпендикулярна на линията на напрежение трябва да бъде равна режим вектор Е. След това броят на-LU на линии на напрежение проникващи повърхностен елемент DS, п нормално от които образува ъгъл а с вектора Ye е E E dScosa = DS, където En - проекция вектор Е на нормалната п на DS на площ (ри . 121). Ve-маска
Тя се нарича вектор на потока трудно STI през район DS. Тук DS == DSn - вектор, чийто модул е DS, и посока съвпада с посоката на нормалната п-leniem на сайта.
Избор на посоката на вектора п (и следователно DS) е произволно, тъй като е възможно да се редактират-във всяка посока.
Unit вектор поток стрес-STI електростатично зало- 1 • м ..
За всяка затворена мощност метал клю- S E поток вектор през тази повърхност е
където интеграл се поема в затворената повърхност S. вектор поток Е е алгебрични стойност: зависи не само от конфигурацията на областта Е. но и от избора на посоката п за затворени повърхности на положително зададена посока извън нормалната приета нормално, т.е. .. . нормална навън площ, покрита повърхност.
В историята на физиката е имало борба между две теории: на далечни разстояния и с малък обсег. На теория dalnodeyst-Via Предполага се, че електрическото явления-нето определя от моментните взаимодействията последици от заплащане на всякакво разстояние. Според теорията за малък обсег на действие. всички електрически явления се определят от Menenius начисляват области, и на Menenius разпространяват в пространството от точка до точка в краен процент. По отношение на електростатичен Лам и в двете теории даде същите резултати, Tats, е в пълно съгласие с експеримент. Преходът към явленията, предизвикани от движението на електрически заряди, ди-неснижаем за провала на теорията на действие на далечни разстояния, така че съвременната теория на взаимодействието на заредени частици е etsya теория малък обсег на действие.