Читайте также: |
|
Міністерство освіти і науки
ІФНТУНГ
Кафедра:загальної
прикладної фізики
Лабораторна робота №40
Вивчення взаємодії електричних точкових зарядів
Виконав:
Студент групи KI-13-1
Добровольський Д.
Перевірив:
Солоничний Я.В.
Івано-Франківськ
Теоретичні відомості
Електричний заряд – характеристика елементарних частинок, що визначає їх участь в електромагнітній взаємодії. Електричний заряд об’єктів є мірою їх електромагнітної взаємодії. тоді їх називають зарядженими.
Існує два види електричних зарядів – їх умовно прийнято називати позитивним (наприклад, заряд протона) і негативним (наприклад, заряд електрона). Найменший електричний заряд мікрочастинок називають елементарним – його значення . Тому електричні заряди мають дискретну природу– заряди частинок (тіл) кратні елементарному заряду.
Електричний заряд підлягає закону збереження: сумарний заряд ізольованої системи залишається незмінним за будь-яких процесів, які відбуваються в такій системі, тобто
або . (40.1)
Встановлено, що однойменно заряджені тіла відштовхуються, а різнойменно – притягуються.
Закон Кулона: два точкових заряди взаємодіють із силою, прямо пропорційною добутку модулів зарядів і обернено пропорційною квадрату відстані між ними та напрямленою вздовж прямої, що їх з’єднує:
, (40.2)
де e – діелектрична проникність середовища.
У SІ ,
де e0 – електрична стала (e0 = 8,85×10-12 ).
Під точковим зарядом розуміють заряд точкового тіла.
У SІ заряд вимірюється в кулонах (Кл). Кулон – заряд, що проходить через поперечний переріз провідника за 1 c за сили струму 1 А.
Електричне поле – форма існування матерії, складова електромагнітного поля; існує навколо нерухомих зарядів (стаціонарне електричне поле) або виникає в результаті зміни магнітного поля (вихрове електричне поле).
Силовою характеристикою поля є напруженість.
Напруженість електричного поля – векторна силова характеристика поля, що визначається силою , яка діє з боку поля на одиничний позитивний заряд , розміщений у цьому полі і співпадає з нею за напрямом:
. (40.3)
Лінії, дотичні до яких у будь-якій точці співпадають з напрямом напруженості поля в цій точці, називаються силовими лініями електричного поля.
Силові лінії починаються (виходять) на позитивних зарядах і закінчуються (входять) на негативних.
Електричне поле, напруженість якого в кожній точці має одну і ту ж величину та напрям, називають однорідним. Прикладом однорідного поля є поле, створене двома паралельними різнойменно зарядженими пластинами.
Величина напруженість елекричного поля, створеного точковим зарядом, в деякій точці простору прямо пропорційна величині заряду і обернено пропорційна квадрату відстані від заряду до точки, де визначається напруженість, тобто:
. (40.4)
Для визначення напруженості електричного поля, створеного декількома зарядами, користуються принципом суперпозиції полів: у вакуумі напруженість електричного поля, створеного системою нерухомих зарядів, дорівнює векторній сумі напруженостей електричних полів, створених кожним із цих зарядів зокрема.
Наприклад, напруженість поля, створеного зарядами –q i +q в деякій точці, може бути визначена як векторна сума напруженостей, створених кожним зарядом зокрема: . В загальному для n зарядів
. (40.5)
Напруженість у SІ вимірюється у вольтах на метр (В/м) або ньютон на кулон (Н/Кл), розмірність – .
Диполь – два однакових за величиною, але протилежних за знаком точкових заряди q, розташованих на відстані L (L - плече диполя).
Дипольний (електричний) момент – це добуток заряду на плече – . Вектор спрямований від негативного до позитивного заряду. Напруженість електричного поля диполя обчислюється з використанням принципу суперпозиції полів.
Величина, що визначається відношенням роботи, виконаної при переміщенні позитивного заряду з нескінченності в дану точку поля () (з точки поля в нескінченність) до величини цього заряду (), називається потенціалом ():
або , так як . (40.6)
Потенціал – скалярна величина.
Різниця потенціалів дорівнює роботі, яку потрібно виконати полю (або проти поля), щоб перемістити одиничний позитивний заряд з однієї точки в іншу, тобто . Різницю потенціалів двох точок поля називають напругою (U), тобто . Потенціал і різниця потенціалів в СІ вимірюються у вольтах (В). 1 В – потенціал такої точки поля, що коли перемістити з нескінченності у дану точку заряд 1 Кл, то виконується робота 1 Дж. .
Для графічного зображення розподілу потенціалів електростатичного поля користуються еквіпотенціальними лініями (поверхнями).
Лінії (поверхні), потенціали яких однакові в усіх точках, називають еквіпотенціальними . Еквіпотенціальні лінії (поверхні) завжди перпендикулярні до силових ліній електричного поля.
Дата добавления: 2015-10-16; просмотров: 93 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Послесловие | | | Literary techniques |