Câmp electrostatic și încărcare unică

În societate, există un stereotip în care numai materia poate fi considerată ca o chestiune care nu numai că există, ci și vizibil. Această credință este doar parțial adevărat. Unul dintre exemplele vii ale materiei invizibile este câmpul electrostatic. Câmpurile magnetice și electrice sunt un fel special de acesta. Este suficient să verificați acest lucru dacă luăm în considerare câmpul electrostatic și caracteristicile acestuia.

Încă din 1785, S. Coulomb a descoperit și a justificat legea cu privire la puterea interacțiunii dintre două organisme care posedă încărcături electrice. Cu toate acestea, nu a fost clar cum a fost transmis impactul. Au fost efectuate mai multe experimente, în special când încărcăturile au fost amplasate într-un vid. Legea a fost observată. Acest lucru ne-a permis să presupunem că mediul intermediar uzual nu este necesar pentru a transfera energie. Ulterior, Maxwell (bazat pe opera lui Faraday) a descoperit un câmp electrostatic într-un vid. Sa dovedit că terenul există întotdeauna în jurul încărcăturilor, indiferent de tipul de mediu, și asigură interacțiunea lor.

Deoarece câmpul este material, el "ascultă" formulele lui Einstein și se propagă cu viteza luminii. Numele său a fost dat câmpului electrostatic datorită faptului că este caracteristică încărcărilor staționare ("statică" - odihnă, echilibru). Forța găsită de coulomb este numită electrică. Ea descrie intensitatea cu care câmpul acționează asupra încărcăturii introduse în el.

Una dintre caracteristicile pe care un câmp electrostatic posedă este tensiunea. Indică gradul de interacțiune al tarifelor punctuale. Pentru a studia, utilizați așa-numita încărcătură de testare, a cărei introducere în câmp nu distorsionează aceasta din urmă. De obicei, este luat egal cu 1,6 * 10 la puterea de -19 pandantiv. Dacă tensiunea este notată cu litera "E", atunci ajungem:

E = F / Q,

unde F este forța exercitată asupra încărcăturii Q a unității (de exemplu, testul). Utilizarea legii Coulomb pentru calcule necesită luarea în considerare a coeficientului dielectric constant mediu.

Câmpul electrostatic afectează orice număr de sarcini și apare un sistem complex de interacțiuni. Sistemul de tensionare pot fi luate în considerare în ceea ce privește superpoziție, astfel încât efectul net al N-numărul de taxe este suma vectorială a tuturor intensitatea câmpului. De altfel, termenul „intensitatea liniei“ (un termen, cunoscut din School curs de fizica) are originea din cauza Faraday, care este reprezentat schematic liniile de câmp, la fiecare punct arbitrar care coincide cu vectorii câmpului electrostatic. În consecință, cu cât mai multe astfel de linii, cu atât forța este mai intensă. spre deosebire de câmpuri electromagnetice, în electrostatice, liniile de tensiune nu sunt închise. De asemenea, este de remarcat faptul că în metale (și alte materiale conductive), rezistența câmpului este absentă datorită acțiunii contra-direcționate a câmpului purtătorilor de încărcătură liberă în structura cristalului. De fapt, forțele egalează repede, nu există curent, iar liniile de tensiune într-un astfel de conductor nu pot pătrunde.

cu excepția vector cantități, câmpul poate fi descris de valorile scalare luate în fiecare punct (ideal). În electrostatice, aceste valori caracterizează potențialul de câmp. Putem spune că aceasta corespunde valorii energie potențială pentru o taxă pozitivă la un anumit punct al câmpului. În consecință, unitatea de măsură este Volt. Acesta este determinat de raportul dintre energia potențială a testului de sarcină Q și valoarea sa, adică testul W / Q.

Potențialul în sine este egal cu munca făcută de forțele câmpului electrostatic, deplasând încărcarea de la un punct la altul, infinit de departe.