Взаимодействие двух точечных неподвижных зарядов. Закон Кулона. Напряженность электрического поля (заряда, плоскости, шара, цилиндра). Индукция электрического поля. Силовые линии электрического поля.

Взаимодействие двух точечных неподвижных зарядов. Закон Кулона. Напряженность электрического поля (заряда, плоскости, шара, цилиндра). Индукция электрического поля. Силовые линии электрического поля.

Закон взаимодействия точечных зарядов (закон Кулона) имеет следующий вид:

в системе СГСЭ

Закон взаимодействия точечных зарядов (закон Кулона)

в системе СИ

Закон взаимодействия точечных зарядов (закон Кулона)

где

F — сила взаимодействия двух точечных зарядов

q1, q2 — величины зарядов

εα — абсолютная диэлектрическая проницаемость среды

r — расстояние между точечными зарядами

Численное значение εα можно выразить в относительных единицах (по отношению к абсолютному значению диэлектрической проницаемости вакуума ε0 ).

Величина ε=εα /  ε0 называется (относительной) диэлектрической проницаемостью; она показывает, во сколько раз взаимодействие между зарядами в безграничной однородной среде меньше, чем в вакууме.

Численное значение величины ε0 и ее размерность зависят от выбора системы единиц; значение ε от выбора системы единиц не зависит.

В системе СГСЭ ε0=1 (эта величина является четвертой основной единицей); в системе СИ

абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума

(в этой системе ε0 является производной величиной).

В системе СГСЭ за единицу заряда принимают величину такого заряда, который действует в вакууме на равный ему заряд, удаленный на 1 см, с силой в 1 дин. В системе СИ единицей заряда является кулон (к):

1 к = 2,99793*109 ед.зар. СГСЭ ~ 3*109 ед.зар. СГСЭ

Элементарный заряд e = 4,8*10-10ед.зар.СГСЭ (заряд электрона).

Если в пространстве обнаруживается действие сил на неподвижные электрические заряды, то говорят, что в нем существует электрическое поле.

Электрически заряженные тела всегда окружены электрическим полем. Поле неподвижных зарядов называют электростатическим. Напряженность электрического поля в данной точке численно равна силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в эту точку:

E=F/q

Напряженность — величина векторная. Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Напряженности полей двух и более различных электрических зарядов складываются по правилу параллелограмма, т.е. векторно.

Все последующие формулы даны в системе СГСЭ и СИ.

Напряженность электрического поля точечного заряда

Напряженность электрического поля точечного заряда

где

r — расстояние от точки, в которой определяется напряженность, до точки, в которой помещен заряд q

Напряженность электрического поля равномерно заряженной плоскости

Напряженность электрического поля равномерно заряженной плоскости

где

σ — величина заряда, приходящаяся на единицу поверхности.

Напряженность электрического поля равномерно заряженного шара

Напряженность электрического поля равномерно заряженного шара

где

r — расстояние от точки, в которой определяется напряженность, до центра шара.

Напряженность электрического поля заряженного цилиндра

Напряженность электрического поля заряженного цилиндра

где

q’ — заряд, приходящийся на единицу длины цилиндра

r — расстояние от точки, в которой определяется напряженность, до оси цилиндра

Векторная величина D = εα E называется индукцией электрического поля.

Линия, касательная в каждой точке которой совпадает с направлением вектора напряженности, называется силовой линией электрического поля. Расположение силовых линий в электрических полях различной структуры показано на рисунках ниже.

Силовые линии поля точечного электрического заряда

Силовые линии поля точечного электрического заряда

Силовые линии поля двух разноименных точечных зарядов    Силовые линии поля двух одноименных точечных зарядов

Силовые линии поля двух разноименных и одноименных точечных зарядов

Электрическое поле плоского конденсатора

Электрическое поле плоского конденсатора

Оценка статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)