Какая величина характеризует электрическое поле
Перейти к содержимому

Какая величина характеризует электрическое поле

  • автор:

1.2.Основные векторные величины, характеризующие электромагнитное поле

Силовое воздействие поля на электрические заряды и токи положено в основу определения основных векторных величин, которыми характеризуют поле: напряженности электрического поля E и индукции магнитного поля B.

1. Напряженность электрического поля – физическая характеристика электрического поля, определяющая силовое воздействие поля на неподвижный электрический заряд.

Напряженность электрического поля является векторной величиной, численно равной отношению силы, с которой электрическое поле действует на положительный зарядq, внесенный в рассматриваемую точку поля, к значению этого заряда, когда величина заряда стремится к нулю

Сила электрического поля, действующая на заряд, направлена вдоль вектора . Линия напряженности электрического поля – это линия, в каждой точке которой векторнаправлен по касательной к ней.

Под действием электрического поля происходит поляризация вещества т.е. ориентация диполей относительно векторов поля. Поляризация – это сумма всех дипольных моментов вещества, отнесенная к единице объема

Поляризация показывает, насколько вектор электрического смещения индукции в данной среде отличается от вектора электрического смещения в вакууме.

Если среда состоит из заряженных частиц (диполей), выстраивающихся по направлению приложенного электрического поля, то поляризация называется ориентационной (рис.1.1). Если среда состоит из нейтральных (в электрическом отношении) частиц, то происходит электронная поляризация, т.е. вытягивается электронная оболочка атомов. В любом случае

где ε0 = 1/36π∙10 -9 Ф/м = 8,85 пФ/м – электрическая постоянная;

χэ – электрическая восприимчивость;

–вектор электрического смещения:

εr – относительная электрическая проницаемость;

ε = ε0 εr – абсолютная электрическая проницаемость;

–материальное уравнение для векторов электрического поля.

2. Магнитная индукция – это физическая характеристика магнитного поля, определяющая силовое воздействие на движущийся заряд.

Магнитная индукция – векторная величина, характеризующая магнитное поле в каждой его точке.

Численно магнитную индукцию поля можно определить по механической силе, действующей на движущийся заряд, либо на элемент проводника с током:

Направление силы находят по правилу векторного произведения

(). Механическая силамаксимальна, если вектор скоростиv перпендикулярен вектору индукции B.

Для заряда q, движущегося со скоростью v во внешнем поле:

С вектором магнитной индукции напряженность магнитного поля связана соотношением:

где μ = μ0 μr – абсолютная магнитная проницаемость,

μ0 = 4π∙10 -7 Гн/м – магнитная постоянная,

μr = (1 + χM) -– относительная магнитная проницаемость,

–намагниченность, равная сумме магнитных моментов атомов в единице объема вещества:

Намагниченность пропорциональна напряженности приложенного поля:

где χМ – магнитная восприимчивость..

1.3. Виды плотности тока

Электрический ток создает магнитное поле как составную часть

электромагнитного поля. Различают токи проводимости, смещения и

1. Вектор плотности тока проводимости

образуется движением зарядов в проводящей среде под действием постоянного или переменного во времени поля напряженностью . Он сопровождается выделением тепла по закону Джоуля-Ленца.

2. Вектор плотности тока переноса

образуется заряженными телами и частицами, движущимися в непроводящей среде или в вакууме со скоростью .

3. Вектор плотности тока смещения

наблюдается только в переменном во времени поле.

6. Вектор плотности полного тока

при

Линии плотности полного тока всегда замкнуты

Общим свойством для всех видов тока является создание магнитного поля.

Классификация сред.

Классификация сред проводится в зависимости от поведения макроскопических параметров ε, μ, σ.

По зависимости ε, μ, σ от координаты среды делятся на однородные и неоднородные.

Если макроскопические параметры среды не зависят от координаты, то среда однородная.

Макроскопические параметры ε, μ, σ в большинстве случаев можно считать не зависящими от величины векторов поля. Материальные уравнения оказываются при этом линейными. Соответственно этому употребляется выражение «линейные среды». Однако существуют и имеют важное техническое значение среды, отличающиеся заметной зависимостью макроскопических параметров от векторов поля. Их называют «нелинейными». В электротехнике, как известно, распространены ферромагнетики – вещества, магнитная проницаемость которых значительно и сложным образом зависит от магнитного поля. Им аналогичны сегнетоэлектрики, обладающие сходной зависимостью диэлектрической проницаемости от электрического поля. Нелинейность ряда сред проявляется в сильных полях.

До сих пор говорилось лишь о так называемых изотропных средах, свойства которых одинаковы для полей любых направлений.

Однако существуют среды, проявляющие разные свойства в зависимости от направления поля, они называются анизотропными.

Разделим также среды на проводники и диэлектрики. Для такого разделения сред необходимо ввести определенный критерий.

Идеальным проводником назовем среду, в которой существует только ток проводимости, а в идеальном диэлектрике существует только ток смещения. Для реальных сред эти условия отображаются следующими неравенствами:

если то среда – реальный проводник, если– реальный диэлектрик.

Вопросы для самопроверки

1. Что изучает теория электромагнитного поля?

2. Назовите свойства и особенности электромагнитного поля.

3. Какие величины характеризуют электромагнитное поле?

4. Как можно графически представить электрическое поле двух зарядов?

5. Что называют точечным зарядом?

6. Как определяют напряженность поля, созданного несколькими зарядами?

7. Укажите размерности величин, характеризующих электромагнитное поле.

Какие физические величины характеризуют электрическое поле?

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.

решение вопроса

Похожие вопросы

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.

  • Все категории
  • экономические 43,679
  • гуманитарные 33,657
  • юридические 17,917
  • школьный раздел 612,703
  • разное 16,911

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

  • Обратная связь
  • Правила сайта

Электрическое поле основные характеристики

Электрическое поле характеризуется воздействием на электро заряженную частицу с силой пропорциональной заряда частицы и независящей от ее скорости.

Напряжённость

Напряжённость — векторная величина определяющая силу

действующую на заряженную частицу или тело со стороны электрического поля и численно равная отношению силы к заряду частицы.

Е = F/Q [Н/Кл] или [B/M]

Напряжённость — это основная характеристика электрического поля которая измеряет интенсивность поля.

Направление вектора напряжённости совпадает с направлением силы действующей на частицу с положительным зарядом.

напряженнось напряженнось 2

Электрическое поле называется однородным (равномерным) если напряжённость поля во всех точках одинаковое по величине и направлению.

Электрическое напряжение

Электрическое напряжение (U) — это работа (А) совершаемая силой поля по перемещению заряженных частиц между двумя точками поля.

U = A/q [Дж/Кл] или [В]

Потенциал

Потенциал (φ) — это энергетическая характеристика поля численно равная отношению потенциальной энергии заряженной частицы помещенной в данной точке поля величине её заряда.

φ = W/Q [В]

Геометрическое место поля с с одинаковым потенциалом называется эквипотенциальной поверхностью.

Какая величина характеризует электрическое поле

Бог проявил щедрость,
когда подарил миру такого человека.

Светлане Плачковой посвящается

Издание посвящается жене, другу и соратнику, автору идеи, инициатору и организатору написания этих книг Светлане Григорьевне Плачковой, что явилось её последним вкладом в свою любимую отрасль – энергетику.

  • Книга 1. От огня и воды к электричеству
  • Книга 2. Познание и опыт — путь к современной энергетике
  • Книга 3. Развитие теплоэнергетики и гидроэнергетики
  • Книга 4. Развитие атомной энергетики и объединенных энергосистем
  • Книга 5. Электроэнергетика и охрана окружающей среды. Функционирование энергетики в современном мире

Книга 2. Познание и опыт — путь к современной энергетике

  • Книга 2. Познание и опыт — путь к соврем
  • ЧАСТЬ 3. Развитие учения об электричеств
  • Раздел 5. Первые наблюдения и эксперимен

5.4. Электрическое поле и его характеристики

Заряды взаимодействуют не только при соприкосновении наэлектризованных тел, но и тогда, когда эти тела находятся на расстоянии друг от друга. Вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие электрических зарядов на расстоянии, называется электрическим полем . Электрическое поле всегда существует вокруг электрического заряда и имеет две характеристики: силовую (напряженность электрического поля в данной точке) и энергетическую (потенциал электрического поля в данной точке). Напряженность Е электрического поля в какой-либо точке измеряется силой F , с которой поле действует на единичный положительный точечный заряд q , помещенный в эту точку: Е = F/ q. Напряженность электрического поля – векторная величина. Направление вектора напряженности совпадает с направлением вектора силы F , действующей в данной точке на положительный заряд. Потенциалом электрического поля в данной точке называется величина, численно равная значению потенциальной энергии единичного положительного точечного заряда, помещенного в этой точке. Потенциалы точек электрического поля положительно заряженного тела положительны и уменьшаются по мере удаления от тела, а потенциалы точек электрического поля отрицательно заряженного тела отрицательны и увеличиваются при удалении от тела. Потенциал наэлектризованного проводника становится тем больше, чем больше электричества сообщается ему. Если электрическое поле создается несколькими зарядами, расположенными в различных точках пространства, то потенциал в каждой точке поля равен алгебраической сумме потенциалов полей всех зарядов в этой точке. Разность потенциалов ( ϕ 1 – ϕ 2 ) между двумя точками электрического поля получила название напряжения ( U ). Напряжение численно равно работе А , которую производят электрические силы при перемещении единичного положительного заряда q между двумя точками: U = ϕ 1 – ϕ 2 = А / q. В системе СИ за единицу разности потенциалов (единицу напряжения) принимается один вольт (1 В) – разность потенциалов между двумя точками электрического поля, при которой силы поля, перемещая один кулон электричества из одной точки в другую, совершают работу в один джоуль. Если электрическое поле однородно, т.е. напряженность во всех точках поля постоянна по величине и направлению, то между напряженностью поля и разностью потенциалов существует взаимосвязь: E = – U/ L, где L – длина силовой линии однородного электрического поля. В системе СИ напряженность электрического поля измеряется в единицах вольт/метр (В/м). 1 В/м – это напряженность такого однородного электрического поля, у которого разность потенциалов на концах силовой линии длиной в 1 м равна 1 В.

  • Введение
  • ЧАСТЬ 1. Искусство познавать окружающий мир
  • ЧАСТЬ 2. Развитие учения о теплоте, термодинамику, теплопередачу и тепловые машины
    • Раздел 1. Теплота
      • 1.1. Агрегатные состояния тел
      • 1.2. Природа теплоты. Принцип эквивалентности. Закон сохранения энергии
      • 1.3. Энергия. Виды энергии и их особенности
      • 1.4. Теплоемкость
      • 2.1. Предмет и метод термодинамики
      • 2.2. Основные понятия и определения
      • 2.3. Первый закон термодинамики
      • 2.4. Второй закон термодинамики
      • 2.5. Понятие эксергии
      • 2.6. Третий закон термодинамики (тепловой закон Нернста)
      • 2.7. Энтропия и беспорядок (cтатистический характер второго закона термодинамики)
      • 2.8. Философско-методологические основы второго закона термодинамики
      • 2.9. Термодинамика на рубеже XXI века. Состояние и перспективы
      • 3.1. Способы переноса теплоты
      • 3.2. Классификация способов переноса теплоты
      • 3.3. Некоторые основные направления развития теории и практики теплопередачи на современном этапе
      • 4.1. Паровые двигатели (паровые машины; паровые турбины)
        • 4.1.1. Паровые машины
        • 4.1.2. Паровые турбины
        • Раздел 5. Первые наблюдения и экспериментальные исследования электричества и магнетизма. Открытие основных свойств и законов электричества
          • 5.1. Первые сведения об электричестве трения и магнетизме
          • 5.2. Электропроводность. Проводники и изоляторы
          • 5.3. Два рода электрических зарядов. Закон Кулона
          • 5.4. Электрическое поле и его характеристики
          • 5.5. Электрическая емкость. Конденсатор
          • 5.6. Электрическая машина трения. Индукционная машина
          • 5.7. Опыты с электрическим разрядом. Изучение атмосферного электричества
          • 6.1. Открытие гальванического тока
          • 6.2. Исследование электрической цепи. Законы Ома и Кирхгофа
          • 6.3. Электромагнетизм. Электромагнитная индукция
          • 7.1. Оборачиваемость электрической и тепловой энергии. Закон Джоуля-Ленца
          • 7.2. Открытие вольтовой дуги. Дуговые электрические лампы
          • 7.3. Лампы накаливания
          • 7.4. Термоэлектрический ток
          • 7.5. Зарождение основ электродинамики
          • 8.1. Первые электрические машины
          • 8.2. Создание центральных электростанций
          • 9.1. Первые электродвигатели
          • 9.2. Использование электрической тяги
          • 9.3. Электродвигатели переменного тока
          • 10.1. Электролиз, гальваностегия, гальванопластика
          • 10.2. Другие направления применения химического действия тока
          • 10.3. Техническое применение теплового действия тока
          • 11.1. Первые опыты по передаче электричества на расстояние
          • 11.2. Первые системы передачи электроэнергии постоянным током
          • 11.3. Передача электроэнергии переменным током
          • 11.4. Трансформация электроэнергии
          • 11.5. Усовершенствование конструкции линий электропередачи
          • 12.1. Первые шаги по объединению
          • 12.2. Основные способы соединения сетей
          • 12.3. Реализация объединения электрических сетей в первой трети ХХ века
          • 12.4. Преимущества соединения сетей
          • 12.5. Основные технические проблемы соединения сетей
          • 15.1. От первых электростанций и линий электропередачи к объединенной энергетической системы Украины
          • 15.2. Создание и становление Киевской энергосистемы
          • 15.3. Становление энергетики Западной Украины

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *