Formula intensității câmpului electric în Fizică

Definirea și formula intensității câmpului electric

vector de intensitate - o caracteristică de putere a câmpului electric. La un moment dat intensitatea câmpului este forța cu care acționează asupra câmpului o sarcină pozitivă unitate plasată la punctul menționat, în care forțele de direcție și tensiune coincid. Definirea matematică a tensiunii scrisă ca:

în care - forța cu care câmpul electric acționează asupra fix „test“ sarcină q punct, care este plasat în punctul de teren. Se presupune că taxa „test“ este mică atât de mult încât să nu denatureze câmpul de încercare.

În cazul în care câmpul este un electrostatic, puterea nu depinde de timp.

În cazul în care câmpul electric este uniformă, intensitatea acestuia la toate punctele de aceeași.

Grafic, câmpul electric poate fi reprezentat prin intermediul unor linii de forță. Linii de alimentare (linia de tensiune) se numește o tangentă linie la care fiecare punct coincide cu direcția vectorului câmpului în acest moment.

principiul superpoziției de intensitatea câmpului electric

Dacă câmpul creat de mai multe câmpuri electrice, intensitatea câmpului rezultant este suma vectorială a intensităților câmpuri separate:

Să presupunem că câmpul creat de taxele punctului de sistem și distribuția lor este continuă, atunci forța rezultantă este găsit ca:

integrarea în expresia (3) se realizează pe parcursul distribuției de încărcare.

Intensitatea câmpului electromagnetic în dielectric

Intensitatea câmpului electromagnetic în dielectric este egală cu suma vectorială a intensitatea câmpului generat sarcini libere și legate (taxe de polarizare):

În cazul în care substanța, care înconjoară sarcini libere dielectric omogen și izotrop, puterea este:

în care - permitivitatea relativă a substanței în punctul câmp de testare. Expresia (5) indică faptul că, pentru o distribuție de sarcină dată a intensității câmpului electrostatic în dielectric izotrop omogen în urmă în vid din nou.

câmp de încărcare punct de tensiune

Punct Intensitatea câmpului zaryadaq este:

unde F / m (sistemul SI) - dielectric constant.

Comunicarea de tensiune și a potențialului

În general, câmpul electric asociat cu potențial de:

unde - potențial scalar, - potențialul vector.

Pentru câmpurile staționare de expresie (7) este transformată în formula:

Unități de intensitatea câmpului electric

Unitatea de bază de măsurare a intensității câmpului electric în sistemul SI este: [E] = V / m (H / C)

Exemple de rezolvare a problemelor

Sarcină. Care este amploarea intensității câmpului electric în punctul, care este definit de raza vectorului (în metri), în cazul în care câmpul electric creează o sarcină punct pozitiv (q = 1kl), care se află în planul XOY și poziția definește vectorul rază (în metri)?

Decizie. Modul de tensiune câmp electrostatic, ceea ce creează un punct de încărcare este determinată prin formula:

distanta r- din domeniul de generare de încărcare până la punctul în care câmpul cauta.

Din (1.2) rezultă că modulul este:

Substitut în (1.1) datele originale și distanța rezultată r, avem:

Sarcină. Se înregistrează expresia câmpului la punctul ca raza definit - vector în cazul în care câmpul de încărcare este generat, care este distribuită pe volumul V cu densitatea.

Decizie. Fă un desen.

Egal partiție volum V în zone mici, cu un volum de încărcare a acestor volume, în timp ce intensitatea câmpului de încărcare punct de la punctul A (Figura 1) va fi:

Pentru a găsi câmpul care creează întregul corp de la punctul A, folosim principiul superpoziției:

unde N - numărul de volume elementare în care V. volum

distribuția densității de sarcină poate fi exprimată ca:

Din expresia (2.3) obținem:

Substituind expresia pentru taxa elementară în formula (2.2), avem:

Deci, taxa de distribuție ka dat un continuu, în cazul în care tinde la zero, atunci putem merge de la însumare la integrare, atunci: