Электризация. Электрическое поле

Кулону экспериментально удалось установить закон взаимодействия неподвижных заряженных тел —закон Кулона: сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

$F = \frac{kq_{1}q_{2}}{R^{2}}$ , где:

F ― сила Кулона [Н];

q₁, q₂ ― заряды [Кл];

r ― расстояние между зарядами [м];

k ― коэффициент пропорциональности равный 9 ∙ 10⁹ $\lbrack\frac{Н \bullet м^{2}}{Кл^{2}}\rbrack$ .

При этом оказалось, что заряды одного знака отталкиваются, а заряды разных знаков притягиваются.

Напряженностью электрического поля называется векторная физическая величина, равная отношению силы, с которой поле действует на пробный точечный заряд, к величине этого заряда.

Однако более применимой явлется формула напряженности поля, созданное точечны зарядом:

$E = \frac{\text{kq}}{R^{2}}$ , где:

q ― заряд [Кл];

R ― расстояние от заряда до точки, в которой проводятся измерения [м];

k ― коэффициент пропорциональности равный 9 ∙ 10⁹ $\lbrack\frac{Н \cdot м^{2}}{Кл^{2}}\rbrack$ .

Напряженность электрического поля «выходит» из положительного заряда и «входит» в отрицательный.

Принцип суперпозиции полей: если в точке пространства несколько заряженных частиц создают поля, напряженности которых равны $\overrightarrow{Е_{1}}$ и $\overrightarrow{Е_{2}}$ , то результирующая напряженность поля в этой точке равна векторной сумме полей $\overrightarrow{Е} = \overrightarrow{Е_{1}} + \overrightarrow{Е_{2}}$ .

При этом вектора могут иметь разную длину. Чтобы определить ее, нужно сравнить модули зарядов, их знаки и расстояние от каждого заряда до точки, где ищется напряженность.

Электрическая сила

Если поместить заряженное тело в электрическое поле (внешнее или поле соседнего заряда), то заряженное тело начнет двигаться в соответствии с правилами, описанными выше. Но само движение тела возможно только за счет действия на него силы, которая называется электрическая и находится как:

$\overrightarrow{F} = q\overrightarrow{Е}$ , где:

F – электрическая сила, с которой поле действует на заряд [Н],

q – заряд [Кл],

E – напряженность поля [Н/Кл]

Электростатический потенциал точечного заряда выражается формулой:

$\varphi = \frac{\text{kq}}{R}$ , где

q ― заряд [Кл];

R ― расстояние от заряда до точки, в которой проводятся измерения [м];

k ― коэффициент пропорциональности равный 9 ∙ 10⁹ $\lbrack\frac{Н \bullet м^{2}}{Кл^{2}}\rbrack$ .

Для потенциала так же справедлив принцип суперпозиции: потенциал поля, созданного в точке несколькими точечными зарядами, равен сумме потенциалов полей, создаваемых в этой точке каждым зарядом по отдельности:

φ = φ₁ + φ₂ + φ₃ + … +φ_n

Разность потенциалов между двумя точками в постоянном электрическом поле определяется выражением ∆φ = - Ed

∆φ ― разность потенциалов [В];

E ― напряженность однородного электрического поля [В/м];

d ― расстояние между точками, между которыми определяется разность потенциалов. [м].

Работа совершаемая электрическими силами определяется через разность потенциалов, как A = - ∆φ ∙ q:

А — работа [Дж];

∆φ — разность потенциалов [В];

q — заряд [Кл].

Работа не зависит от траектории, а зависит только от начального и конечного положения тела.

$A_{1} = A_{2} = A_{3}$ .

Урок пройден! Продолжай изучать предмет дальше -> там интересно :)

Следующие темы

Внутренняя энергия. Теплопередача. Теплоемкость Газовые процессы Газовые циклы

Молекулярная физика

Электродинамика

Геометрическая оптика. Линзы Конденсатор Магнитное поле. Постоянные магниты Магнитные силы Отражение света. Построение изображения в зеркале Преломление света Самоиндукция. Энергия магнитного поля Электризация. Электрическое поле Электрический ток. Тепловое действие тока Электромагнитная индукция

Содержание