Intensitatea câmpului electric

Echipamente electrice: Bazele

Intensitatea câmpului electric

Puterea sarcinilor electrice generate

Câmpul electric este o mărime vectorială, și, prin urmare, are valoarea numerică și direcția. Magnitudinea câmpului electric are o dimensiune care depinde de metoda de calcul.

sarcini electrice forța de interacțiune este descrisă ca o acțiune non-contact, și anume există o acțiune cu rază lungă, care este o acțiune la distanță. Pentru a descrie o rază lungă de acțiune este convenabil să se introducă conceptul de câmp electric și folosiți-o pentru a explica acțiunea la distanță.

Să luăm o sarcină electrică, pe care îl notăm cu Q. Această sarcină electrică creează un câmp electric, care este, el este sursa forței. Din moment ce în univers există întotdeauna cel puțin una pozitivă și cel puțin o sarcină negativă, care acționează pe cealaltă la orice chiar infinit de departe, orice taxa este o sursă de putere. prin urmare, reprezentare corespunzătoare a câmpului electric generat. În acest caz, taxa Q este sursa câmpului electric, iar noi considerăm că tocmai ca sursa câmpului.

Câmpul electric al sursei de încărcare poate fi măsurată prin orice altă taxă, situată undeva în apropiere. Taxa, care este folosit pentru măsurarea intensității câmpului electric se numește o taxă de testare. așa cum este utilizat pentru verificarea intensității câmpului. taxa de test are o anumită cantitate de sarcină, și este notat cu q.

Atunci când introducerea taxei de testare într-o sursă de forță de câmp electric (taxa Q), o taxa de test va experimenta acțiunea forțelor electrice - sau atracție sau repulsie. Forța poate fi desemnat ca ia, de obicei, simbolul fizicii F. Apoi, câmpul electric poate fi definit simplu ca raportul dintre forța de a magnitudinea taxei de testare.

În cazul în care câmpul electric este notat cu E. ecuație poate fi scrisă în formă simbolică

Unități metrice standard a câmpului electric provin din definiția acestuia. Astfel, intensitatea câmpului electric este definit ca fiind egal cu 1 Newton (N), împărțit pandantiv 1 (Cl). Intensitatea câmpului electric este măsurat în Newton / sau altfel pandantiv H / C. În sistemul SI este, de asemenea, măsurată în volți / metru. Pentru a înțelege esența obiectului ca intensitatea câmpului electric este mult mai importantă decât dimensiunea în sistemul metric în H / C. deoarece în această dimensiune afectează caracteristici, cum ar fi originea intensitatea câmpului. Denumire în volți / metru face conceptul de potențial (V) de bază domeniu, care, în unele zone este convenabil, dar nu toate.

In exemplul de mai sus implică două Q încărcare (sursă) și qprobny. Ambele aceste taxe sunt o sursă de putere, dar care ar trebui să fie utilizat în formula? În formulă, există doar o singură încărcare și este un test de sarcină q (nu sursă).

Intensitatea câmpului electric este independent de numărul de încărcare de testare q. La prima vedere, te poate duce în confuzie, desigur, dacă te gândești la asta. Problema este că nu toată lumea are un obicei util să se gândească și să rămână în așa-numita ignoranță. Dacă nu cred că acest tip de confuzie și nu acolo. Deoarece intensitatea câmpului electric este independentă de q. dacă q este prezent în ecuație? Bună întrebare! Dar, dacă te gândești la asta un pic, va fi capabil să răspundă la această întrebare. Creșterea numărului de testare de încărcare q - să zicem, de 2 ori - pentru a crește și numitorul ecuației de 2 ori. Dar, în conformitate cu legea lui Coulomb. creștere taxa va crește, de asemenea, în mod proporțional, și generează o forță F. crește taxa de 2 ori, apoi forța F va crește cu aceeași cantitate de timp. Deoarece numitorul ecuației este crescut de două ori (sau trei sau patru), atunci numărătorul va crește cu același factor. Aceste două modificări se anulează reciproc, astfel încât putem spune cu siguranță că intensitatea câmpului electric nu depinde de numărul de încărcare de testare.

Astfel, indiferent de cât de multe q taxa de test este utilizat în ecuații, polyaE electric la un moment dat în jurul Q taxa (sursa) va fi același lucru atunci când măsurarea sau calcularea.

Mai multe detalii despre câmpul electric cu formula

Mai devreme am atins cu privire la definirea intensității câmpului electric în modul în care este măsurat. Acum vom încerca să exploreze variabile mai detaliate ecuație pentru a prezenta în mod clar esența de calcul și de măsurare a intensității câmpului electric. Din ecuația putem vedea că aceasta afectează și ceea ce nu este. Pentru a face acest lucru trebuie mai întâi să se întoarcă la ecuația de legea lui Coulomb.

legea lui Coulomb prevede că forța F electrică între două sarcini este direct proporțională cu produsul dintre valoarea acestor taxe și invers proporțională cu pătratul distanței dintre centrele lor.

Dacă adăugați în ecuația de legea lui Coulomb, două taxa de Q noastre (sursa) și q (taxa de testare), atunci vom obține următoarea intrare:

Dacă expresia pentru forța electrică F. așa cum este ea definită de Legea lui Coulomb substituită în ecuația pentru polyaE electric. care este dată mai sus, atunci vom obține următoarea ecuație:

Rețineți că q taxa de test a fost redus, acesta a fost eliminat atât numărătorul și numitorul. Noua formulă pentru câmpul electric E exprimă intensitatea câmpului electromagnetic în ceea ce privește cele două variabile pe care le afectează. Intensitatea câmpului electric depinde de cantitatea de încărcare inițială Q și distanța d de la această taxă la un punct în spațiu, adică locul, și în care valoarea tensiunii determinată. Astfel, avem posibilitatea de a caracteriza câmpul electric prin intensitatea acestuia.

pătratul

La fel ca toate cu formula în formula fizica pentru câmpurile electrice pot fi utilizate pentru rezolvarea algebrică problemele evidențiate (probleme) fizica. La fel ca orice altă formulă în înregistrarea sa algebric pot fi investigate și formula intensității câmpului electric. Acest studiu contribuie la înțelegerea noastră a esenței fizice a fenomenului și caracteristicile fenomenului. Una dintre caracteristicile intensității câmpului formulei este că ea ilustrează relația pătratică inversă dintre intensitatea câmpului electric și distanța până la punctul în spațiu de la sursa de câmp. Rezistența câmpului electric generat în sursă de încărcare Q este invers proporțională cu pătratul distanței de la sursa. Cu alte cuvinte, că valoarea dorită este invers proporțională cu pătratul.

Intensitatea câmpului electric depinde de locul geometric în spațiul, și scade odată cu creșterea distanței. De exemplu, atunci când distanța crește de 2 ori, apoi intensitatea scade până la 4 ori (2 2), în cazul în care distanțele dintre reduse de 2 ori, atunci câmpul electric va crește de 4 ori (2 2). Dacă distanța este crescut de 3 ori, intensitatea câmpului electric scade de 9 ori (3, 2). Dacă distanța este crescut de 4 ori, intensitatea câmpului electric scade cu 16 (4 2).

Direcția vectorului câmp electric

Așa cum am menționat mai devreme, câmpul electric este o mărime vectorială. Spre deosebire de valoarea scalară, valoarea vectorială nu este descrisă complet, dacă direcția nu este definită. Magnitudinea vectorului câmp electric este calculat ca valoarea forței pe orice sarcină de încercare dispus în câmpul electric.

Forța exercitată asupra unei sarcini de testare poate fi direcționat către fie o sursă de încărcare sau direct de la ea. Direcția exactă a forței depinde de semnul sondei de încărcare și o sursă de încărcare, indiferent dacă sunt sau nu au același semn de încărcare (dacă există repulsie) sau semnele lor opuse (atracție are loc). Pentru a rezolva problema direcția vectorului câmp electric, acesta este direcționat către sursa sau au fost adoptate surse de drept, care sunt utilizate de către oamenii de știință din întreaga lume. În conformitate cu aceste reguli, direcția vectorului este întotdeauna pe sarcină, cu un semn de polaritate pozitiva. Acest lucru poate fi reprezentat ca linii de înaltă tensiune, care se extind de la semnele pozitive ale taxelor și taxele vin în semne negative.