Презентация, доклад по Физике Электрическое поле

частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия

По-гречески янтарь – это "электрон". Отсюда и произошло современное слово "электричество" и название наэлектризованные тела.
Существует:
электризации трением;
электризация индукцией;
Любые тела взаимодействуют с наэлектризованными телами и сами электризуются.

Трибоэлектрическая шкала.
При трении двух материалов тот из них, что расположен в ряду выше, заряжается положительно и тем сильнее, чем более разнесены материалы по шкале.

модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e. e = 1,602177·10–19 Кл ≈ 1,6·10–19 Кл

В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке (атомным номер).
Электрический заряд тела – дискретная величина:

величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия

Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными.
Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому.
Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.
Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются.
Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием

изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:
q1 + q2 + q3 + ... +qn = const
(в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака)

задачи можно пренебречь.
Закон Кулона: Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:
Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона:
Закон Кулона хорошо выполняется для точечных зарядов
В Международной системе СИ за единицу заряда принят кулон (Кл).
Коэффициент k в системе СИ обычно записывают в виде:

где ε0 – электрическая постоянная

зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:
Кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции: Если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел.

существующая вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также в свободном виде в электромагнитных волнах.
Электрическое поле непосредственно невидимо, но может наблюдаться по его действию и с помощью приборов.
Основным действием электрического поля является ускорение тел или частиц, обладающих электрическим зарядом.
Электрическое поле можно рассматривать как математическую модель, описывающую значение величины напряженности электрического поля в данной точке пространства.
Электрическое поле является одной из составляющих единого электромагнитного поля и проявлением электромагнитного взаимодействия.

напряженность электрического поля.
Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:

Напряженность электрического поля – векторная физическая величина.
Направление вектора совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд.

зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряженностей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности:
Для наглядного представления электрического поля используют силовые линии

Силовые линии электрического поля

Поле равномерно заряженной плоскости.
σ = Q/S – поверхностная плотность заряда.
S – замкнутая поверхность.

силы совершают работу.
Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.
Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.

Работа электрических сил при малом перемещении заряда q

силы совершают работу.
Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.

Работа электрических сил при малом перемещении заряда q

любой замкнутой траектории равна нулю, называют потенциальными или консервативными.
Потенциальная энергия заряда q, помещенного в любую точку (1) пространства, относительно фиксированной точки (0) равна работе A10, которую совершит электрическое поле при перемещении заряда q из точки (1) в точку (0):
Wp1 = A10

Работа, совершаемая электрическим полем при перемещении точечного заряда q из точки (1) в точку (2), равна разности значений потенциальной энергии в этих точках и не зависит от пути перемещения заряда и от выбора точки (0).
A12 = A10 + A02 = A10 – A20 = Wp1 – Wp2

заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют потенциалом φ электрического поля:
Потенциал φ является энергетической характеристикой электростатического поля.
В Международной системе единиц (СИ) единицей потенциала является вольт (В): 1 В = 1 Дж / 1 Кл.

Работа A12 по перемещению электрического заряда q из начальной точки (1) в конечную точку (2) равна произведению заряда на разность потенциалов (φ1 – φ2) начальной и конечной точек:
A12 = q(φ1 – φ2)
Потенциал поля в данной точке пространства равен работе, которую совершают электрические силы при удалении единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность.

силовыми линиями используют эквипотенциальные поверхности.
Поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковые значения, называется эквипотенциальной поверхностью или поверхностью равного потенциала.

Силовые линии электрического поля всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.
Эквипотенциальные поверхности (синие линии) и силовые линии (красные линии) простых электрических полей:
точечного заряда;
электрического диполя;
двух равных положительных зарядов

которые участвуют в тепловом движении и могут перемещаться по всему объему проводника.
Типичные проводники – металлы.
Электростатическая индукция - перераспределение свободных зарядов в проводнике, внесенном в электрическое поле, в результате чего на поверхности проводника возникают нескомпенсированные положительные и отрицательные заряды.
Индукционные заряды создают свое собственное поле которое компенсирует внешнее поле во всем объеме проводника: (внутри проводника).
Полное электростатическое поле внутри проводника равно нулю, а потенциалы во всех точках одинаковы и равны потенциалу на поверхности проводника.

остаются электронейтральными
На этом основана электростатическая защита – чувствительные к электрическому полю приборы для исключения влияния поля помещают в металлические ящики

Так как поверхность проводника является эквипотенциальной, силовые линии у поверхности должны быть перпендикулярны к ней.

частицы в нейтральном атоме связаны друг с другом и не могут перемещаться под действием электрического поля по всему объему диэлектрика.
Связанные заряды создают электрическое поле которое внутри диэлектрика направлено противоположно вектору напряженности внешнего поля. Этот процесс называется поляризацией диэлектрика.
Полное электрическое поле внутри диэлектрика оказывается по модулю меньше внешнего поля
Физическая величина, равная отношению модуля напряженности внешнего электрического поля в вакууме к модулю напряженности полного поля в однородном диэлектрике, называется диэлектрической проницаемостью вещества.

Ориентационный механизм поляризации полярного диэлектрика.

Поляризация неполярного диэлектрика

Если в однородном диэлектрике с диэлектрической проницаемостью ε находится точечный заряд Q, то напряженность поля создаваемого этим зарядом в некоторой точке, и потенциал φ в ε раз меньше, чем в вакууме:

как отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ между ними:
В системе СИ единица электроемкости называется фарад (Ф):

Конденсатором называется система двух проводников, разделенных слоем диэлектрика,
а проводники, составляющие конденсатор, называются обкладками

q2 = С2U
q = q1 + q2

U = U1 + U2

необходимо затратить, чтобы зарядить конденсатор.