Електростатично поле във вакуум

Електростатично поле във вакуум

Електрични заряди-електричният заряд е фундаментална физ.величина,която характеризира вътрешно присъщо свойство на елементарните частици.Количествено ел.заряд характеризира способността им да участват в електромагнитно взаимодействие. Eдиницата за електричен заряд е кулон С,1С=6.10 на 18-та |e|,където е е зарядът на електрона.Наи-известните елементарни носители на заряди са електроните,притежаваши отрицателен заряд,и протоните,имаши равен по големина положителен заряд.Зарядът на електрона е е=-1.602.10 на минус 19-та С.Електричният заряд q на всяко тяло целочислено,кратен на модула на заряда на електрона q=±N|е|, поради което модулът на заряда на електрона се нарича елементарен електричен заряд.Като цяло в природата отрицателните заряди са толкова колкото са положителните.Атомите и молекулите на веществото са електронеутрални,т.е.техният заряд ,явяващ се алгебрична сума от положителни и отрицателни заряди,е равен на нула.

Фарадей формулира фундаменталния природен закон за запазване на електричния заряд:алгебричната сума от положителните и отрицателните заряди(пълният заряд) в електрически изолирана система,кочто не обменя заряди с околните тела,е постоянна величина,независимо от това какви процеси се извършват вътре в системата.



Закон на Кулон-Френският физик Ш.Кулон изследва силите на взаимодействие между телата,притежаващиелектричен заряд.Опитите показват,че те зависят от формата,размерите на телата,тяхното взаимно разположение,от средаа,в която те се намират и т.н.Опитите на Кулон показват че силите на взаимодействие между точкови заряди са:

-централни,насочени по права свързваща зарядите

-подчиняват се на 3-я принцип на динамиката,равни са по големина и противоположни по посока

-сили на привличане,когато зарядите са разноименни,и сили на отблъскване,когато зарядите са едноименни.Определение за точков заряд е:заредено тяло,размерите,на което са пренебрежимо малки в сравнение с разстоянията му додруги заряди,с които си взаимодейства. големината на силата на взаимодействие между два неподвижни точкови заряда е пропорционална на произведението от големината зарядите и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях.Тази закономерност установена от Kулон носи наименованието Закон на Кулон.Съгласно закона на Кулон силата на взаимодействиемежду зарядите(кулоновата сила) е

F=k.|Q|.|q|/r²

където |q| и |Q| са големините на зарядите,а r е разстоянието между тях.Коефициентът к зависи от избора на измерителните единици.В системата SI константата к има стойност к=9.10 на девета N.m²/C² .Обикновенно к се изразява чрез електричната константа ε0.

k=1/(4.∏.ε0)

Съответно законът на кулон се записва с формулата:

F=(1/4.∏.ε0).(|Q|.|q|/r²)

Сравняването на силата на Кулоново взаимодействие със силата на гравитационно взаимодействие между две заредени частици-протона и електрона във водородния атом показва че кулоновата сила е 2,2.10 на 39-та пъти по-голяма от гравитационната сила между две частици.Силата,с която зарядът Q действа на q.,се изразява със следното векторно равенство

F=(Q.q/r²).r0.1/(4.∏.ε0)



където r0 е единичен вектор насочен от заряда Q към q.При еднюоименни заряди посоката на силата съвпада с посоката на единичния вектор:зарядите се отблъскват,а при разноименни силата и единичният вектор щеимат противоположни посоки:зарядите се привличат.Силата,с която зарядът q действа на заряда Q,съответно е равна по големина и противоположна по посокана силата F(вектор).

Силата на взаимодействие между два неподвижни тоякови заряда не зависи от това дали те си взаимодействат с други заряди иот околното пространствоили не.Порадитова за произволен брой заряди

Q1,Q2,.....,Qn и сили F1,F2,.....Fn действащи на заряда q,се

получава:

Fi =(1/4.∏.ε0).(Qi.q/ri²).rio


където rio(вектор) е единичен вектор,насочен от заряда Qi към заряда q,a ri е разстоянието между Qi и q.Резултантната сила,която действа върху заряда q,e равна на векторната сума

→ → → →

F=F1+F2+…+Fn


Електростатично поле.-Всеки движещ се електричен заряд създава в околното пространство електромагнитно поле,което придава нови свойства на заобикалящото го пространство.Ако зарядите,създаващи електромагнитното поле,са неподвижни спрямодадена отправна система,в тази отправна система полето се нарича електростатично.Зарядите са постоянни по големина и се намират в равновесни положения.Измененията на взаимното разположение на зарядите в електтостатичното поле става безкрайно бавно,така че може да се приеме,че силите на взаимодействиепрактически не зависят от скоростта на движение.

Интензитет на полето-силата ,с която полето действа на единица положителензаряд,намиращ се в него,се нарича интензитет на електростатичното поле.Интензитетът е силова характеристика на полето.Той характеризира полето във всяка точка на пространството.

→ →

E(x,y,z)=Fq(x,y,z)/q



Единицата за интензитет е Нютон/Кулон-N/C.Посоката на силата,с която полето действа на заряда,зависи от неговия знак.Ако зарадът е положителен,посоката на силата съвпада с посоакта на вектора на интензитета,за отрицателен заряд посоката на силата е противоположна на посоката на интензитета.

Интензитетът на електростатичното поле във вакуум за заряд Q e:

→ →

E=(1/4.∏.ε0).(Q/r²).r0



а когато зарядът Q се намира в диелектрична среда,е:

→ →

Ecp=(1/4.∏.ε0. εr).(Q/r²).r0



Електричен дипол-Система от два разноименни,равни по големина точкови заряда,намиращи се на разстояние l,което е значитено по-малко от разстоянието до разглежданите точки на полето,създавано от зарядите,се нарича електричен дипол.Диполът се характеризира с величината електричен диполен момент.Диполният момент е векторна величина,дефинира се чрез

→ →

p=|q|.l


където l(вектор) е рамото на дипола,вектор,насочен по оста на дипола(правата,свързваща зарядите,насочена от отрицателния към положителния заряд),с големина,равна на разстоянието между зарядите.Съгласно принципа на суперпозицията интензитетът на полето,създавано от дипола,е Е=E+ + Е- където E+ + Е- са интензитетите на полетата,създавани от всеки един от зарядите.С помощта на тази зависимост се пресмята интензитетът на полето,което диполът създава в околното пространс





Други реферати:
Теоретични основи на държавните заеми
Финансовите пазари-низ от случайности или управляема система
Финансиране и инвестиции на предприятието
Финансиране на научни изследвания
Финансиране на краткотрайните активи


Изтегли реферата



Финансиране на краткотрайните активи - Facebook Image
Сайтът се поддържа от DH Studio | pomagalo1.com © 2012 | Общи условия