1. Поняття про електричному полі. Силова і енергетична характеристики електричного поля
Електричне поле - це вид матерії, що утворюється навколо заряджених тіл, за допомогою якого вони взаємодіють один з одним.
Сила взаємодії двох точкових зарядів визначається законом Кулона: F=k · q1 · q2/r2. При цьому якщо заряджені тіла мають однакові заряди, то вони відштовхуються один від одного, а різнойменні - притягуються. Заряджені тіла взаємодіють один з одним за допомогою їх електричних полів.
Виділяють наступні характеристики електричного поля:
1. Силова характеристика - напруженість електричного поля - це сила, яка діє на одиницю заряду, поміщеного в дане електричне поле: E=F / q. Вимірюється в [В / м]
Якщо певний точковий заряд Q утворює електричне поле, то напруженість цього поля в точці, що знаходиться на відстані r від заряду обчислюється за формулою: E=Q / (4?? 0? R2) де Q-заряд, який утворює дане електричне поле; ? 0=8, 84 * 10-12 Ф/м- електрична постійна; ? - Електрична проникність середовища, в якій утворюється поле; r - відстань від точкового заряду до точки, в якій досліджується напруженість.
За направлення напруженості беруть напрямок сили, що діє на позитивний заряд.
Величина напруженості електричного поля графічно зображується у вигляді силових ліній - тих ліній, напрям дотичних до яких в будь-якій точці збігаються з напрямом напруженості електричного поля. Чим більше ліній - тим більше напруженість.
2. Енергетична характеристика електричного поля - потенціал.
У кожній точці електричного поля на внесений в це поле заряд діє певна сила. При переміщенні заряду в електричному полі буде відбуватися робота. При цьому кожна точка електричного поля буде характеризуватися потенціалом.
Потенціал поля в даній точці - це потенційна енергія електричного поля в цій точці, яка припадає на одиницю поміщеного в цю точку заряду:? =Wp / q [В] Потенціал поля характеризує можливу роботу, яку здійснює електричне поле або яка здійснюється над полем при переміщенні цього заряду в точку з іншим потенціалом:?? =A / q.
Оскільки робота буде відбуватися тільки при переміщенні заряду між точками, що володіють неоднаковими потенціалами, то фізичний зміст має лише різниця потенціалів, або напруга між двома точками електричного поля. Тому, коли вживають термін? Потенціал?, Мають на увазі різницю потенціалів між даною точкою, потенціал якої вимірюють, і нескінченно віддаленою точкою простору, потенціал якої можна вважати рівним 0. При цьому потенціал в даній точці поля, створеного точковим зарядом Q, дорівнює: ? =Q / (4?? 0??) І, якщо потенціал створюється великим числом зарядів, то? =??.
Тільки різниця потенціалів можна виміряти за допомогою вольтметра. Вважають, що напруженість електричного поля - негативний градієнт потенціалу.
2. Дія електричного поля на речовини
Дія електричного поля на різні речовини неоднаково і залежить від їх внутрішньої будови. За цим дії всі речовини ділять на:
- Провідники електричного струму
- Напівпровідники
- Ізолятори, або діелектрики.
Провідники характеризуються тим, що в них під дією електричного поля утворюється електричний струм - спрямований рух заряджених частинок. Це відбувається завдяки тому, що в провідниках є вільні заряди. Існують п...
