Какие электрические поля называются однородными и неоднородными

Электрическое поле и величины, его характеризующие

Пространство вокруг всякого электрического заряда или нескольких зарядов, через которые осуществляется взаимодействие между зарядами, называется электрическим полем.

Электрическое поле – одна из сторон электромагнитного поля, которое представляет собой особый вид материи и характеризуется следующими свойствами:

1. Электромагнитное поле существует вокруг любой заряженной частицы или тела.

2. Поле характеризуется непрерывным распределением в пространстве.

1. Оно обладает массой.
2. Поле – носитель энергии.
3. Энергия поля может преобразовываться в другие виды энергии (механическую, химическую и др.)

Электрическое поле характеризуется следующими величинами:

1. напряженностью;
2. потенциалом;
3. напряжением.

Напряженностьюэлектрического поля в данной точке называют величину, численно равную силе, с которой поле действует на единичный точечный заряд, помещенный в данную точку поля: Напряженность является векторной величиной. За направление вектора напряженности принимают направление силы, с которой поле действует на положительный заряд, помещенный в данную точку поля. Эл. поле можно изображать с помощью эл. силовых линий так, чтобы вектора напряженности были направлены по касательной к эл. силовыми линиям. Эл. силовые линии – это пути, по которым перемещается положительный заряд под действием поля. С помощью эл. силовых линий можно показать интенсивность поля, при этом через площадку проводят линии, число которых пропорционально напряженности поля. Если в формулу напряженности подставить значение силы Fиз закона Кулона, то получим: Если поле создается несколькими точечными зарядами, то напряженность такого поля определяется как геометрическая сумма напряженностей, создаваемых каждым зарядом в отдельности.

Если угол не прямой, то используют теорему косинусов. Электрическим напряжениемназывают отношение работы, совершаемой силами поля по перемещению пробного заряда из одной точки поля в другую, к величине этого заряда. Эл. поле может быть однородным и неоднородным. В однородном поле вектора напряженности одинаковы по величине и по направлению.

Электрическое напряжение является энергетической характеристикой поля. Это величина скалярная. Электрическим потенциаломв данной точке является величина, численно равная работе, затрачиваемой на перемещение единичного точечного (положительного) заряда из-за пределов поля в данную точку. Потенциал – величина скалярная, он может быть положительным и отрицательным. Для сравнения потенциалов введено условное понятие нулевого потенциала.Условно считают, что нулевой потенциал имеет поверхность Земли, и если потенциал выше нуля, то он положительный, а если ниже – отрицательный. Разность потенциалов между двумя точками эл. поля называют напряжением между этими точками: Связь между напряжением и напряженностью эл. поля определяется следующим образом. Работу по перемещению пробного заряда в эл. поле можно определить: Задача

Дано:	Решение:

Проводники первого ряда: все металлы и их сплавы. Проводники второго ряда: электролиты. Диэлектрики: керамика, стекло, слюда, кварц, асбест, пластмассы, каучук, минеральные масла, лаки, воздух и др. Сдвинутые друг с другом под действием внешнего эл. поля и одновременно связанные заряженные частицы в пределах молекулы образуют диполь. Это явление называется поляризацией диэлектрика. Если диэлектрик убрать из внешнего эл. поля, то поляризация полностью прекращается. Но некоторые диэлектрики (титанат бария, титанат свинца) с исчезновением поля сохраняют остаточную поляризацию.

Чем сильнее поляризуется диэлектрик, тем слабее Ерез при одном и том же Е и тем больше диэлектрическая проницаемость a.

Напряженность эл. поля, при которой наступает пробой диэлектрика, называется эл. прочностью диэлектрика, или пробивной напряженностью. Напряжение, при котором происходит пробой диэлектрика, называется пробивным напряжением. Отношение называетсязапасом прочности. Полупроводники занимают среднее место по проводимости между металлами и диэлектриками. С повышением температуры их проводимость увеличивается. К ним относятся: кремний, германий, селен, закись меди, сернисный свинец и др.

Вопрос 17. Электрическое поле в проводнике с током. Силовые линии поля и линии тока. Однородные и неоднородные электрические цепи. Сторонние силы. Эдс цепи.

Ц иркуляция вектора Е электростатического поля равна 0, т. е.

Поэтому в замкнутой цепи наряду с участками, на которых положительные носители движутся в направлении Е (т. е. в сторону убывания потенциала), должны быть участки, где перенос положительных зарядов происходит в направлении возрастания потенциала, т.е. против кулоновских сил электроста-тического поля.

Перемещение зарядов на этих участках возможно лишь с помощью сил неэлектростатической природы, называемых сторонними силами. Сторонние силы могут иметь химическую, фотоэлектрическую, электромагнитную и прочую природу (гальванические элементы, аккумуляторы, динамо-машины).

Таким образом, для поддержания тока постоянным необходимы сторонние силы, действующие либо на всей цепи, либо на ее отдельных участках.

Сторонние силы принято характеризовать работой, которую они совершают над перемещающимися по цепи зарядами.

Определение: Величина, равная работе сторонних сил над единичным положительным зарядом, называется электродвижущей силой (э. д. с.) действующей в цепи

(или на ее участке): E =A/q

Размерность э. д. с. в СИ – [B], как у потенциала.

По аналогии с электростатическим полем Е, проявляющим себя в кулоновском силовом взаимо-действии зарядов, вводят поле сторонних сил и его

напряженность Е*, как:

где F*— вектор сторонней силы, q – единичный положи-тельный заряд.

По определению работа сторонних сил над зарядом q

на участке цепи 1-2: а разделив на q, получаем э. д. с.,

д ействующую на этом участке:

А взяв циркуляцию вектора напряженности поля сторонних сил, получаем э. д. с., действующую во всей цепи:=

Таким образом, в электрической цепи, состоящей из системы проводников и источников тока, в общем случае, действует как кулоновское поле с напряженностью Е, так и поле сторонних сил с напряженностью Е*, т.е. – результирующее поле Е = Е_кул + Е*, которое воздействует на заряд q с силой: F = F_кул + F* = q∙(E_кул + E*)

Работа, совершаемая этой силой над зарядом на участке цепи 1-2:

Умножить на эдс12.

Определение: Величина, численно равная работе, совершаемой кулоновскими и сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда, называется падением напряжения ( или просто напряжением) на данном участке цепи 1-2:

Участок цепи, на котором не действуют сторонние силы, называется однородным, для такого участка: U₁₂ = φ₁ – φ₂.

Участок цепи, на котором на носители тока действуют сторонние силы, называется неоднородным, для него: U₁₂ = (φ₁ – φ₂) + E₁₂ .

Вопрос 18. Закон Ома в интегральной и дифферинциальной форме. Удельное сопротивление и электропроводность среды.

• Закон Ома в интегральной форме

Немецкий физик Г. Ом в 1826 г. экспериментально установил закон, согласно которому:

сила тока, протекающего по однородному проводнику (в смысле отсутствия сторонних сил), пропорциональна разности потенциалов на его концах, т. е. напряжению на проводнике:

Здесь U = φ₁ – φ₂, R – электрическое сопротивление проводника. Выражение (16) принято рассматривать как интегральную форму закона Ома.

Единицей измерения сопротивления в СИ является 1[Ом] = 1[B] / 1[A]. Сопротивление R зависит от формы и размеров проводника, свойств материала, температу-ры, распределения тока по объему проводника.

Так для однородного цилиндрического проводника имеем: где r — удельное электрическое сопротивление материала проводника в [Ом.м], l – его длина, а S – сечение проводника

• Закон Ома в дифференциальной форме

Рассмотрим изотропный проводник, в котором упорядоченное движение носителей тока происходит в направлении вектора Е или иначе: вектора j и E сонаправлены. Выделим мысленно в окрестности некоторой точки проводящей среды элементарный цилиндрический объем с образующими, параллельными векторам j и E, основанием dS и длиной dl.

Н а основании интегрального закона Ома I= U/R, подставляя выражение для тока, текущего через сечение dS с плотностью j, как I =j∙dS, напряжение на цилиндри-ческом элементе U = E∙dl и его сопротив-ление R = r∙dl/dS, имеем:

о тсюда получаем плотность тока

Т аким образом, получаем дифференциальную форму закона Ома в векторном виде:

где σ = 1/r — электропроводность материала проводника (размерность σ в СИ: 1 [См/м]).

Замечание: Если электроток обусловлен носителями одного знака, то можно записать j = e∙n∙u и, сравнивая с (17), заключаем: скорость дрейфа и пропорциональна напряжен-ности поля Е, т. е. силе, сообщающей носителям это движение. А из механики известно, что пропорциональность скорости приложенной к телу силе наблюдается в тех случаях, когда кроме силы, вызвавшей само движение, на тело также дейст-вует сила сопротивления среды. В нашем случае протекания тока в среде эта сила определяется взаимодействием носителей тока с частицами среды (проводника) и обусловливает электро-сопротивление проводника. В связи с этим дополнительно носители характеризуются подвижностью b, которая определяется как отношение b = u / E .

Электрическое поле. Однородное и неоднородное электрическое поле. Напряженность электрического поля

1. Тема урока:Электрическое поле. Однородное и неоднородное электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип

суперпозиции
электростатических

2. Электрическое поле

В пространстве вокруг электрического
заряда существует электрическое поле.
Электрическое поле можно изобразить
графически с помощью силовых линий
электрического поля, которые имеют
направление.
Электрическое поле
положительного заряда
отрицательного заряда

3.

Напряженностью электрического поля
называется отношение силы, с которой поле
воздействует на точечный заряд, к величине этого
заряда.
Напряженность, как и сила, векторная величина.
Направление вектора напряженности совпадает с
направлением силы, действующей на
положительный заряд.
Так как F~q то F=Eq, где F-вектор; qскаляр, тогда и E-вектор
Электростатическое поле, не меняющееся со временем, создается только
электрическими зарядами.
Если помещать в одну и ту же точку поля разные точечные заряды, то
оказывается, что сила, действующая на эти заряды прямо пропорциональна
величине этих зарядов.
Напряженность является силовой характеристикой поля, так как зависит только
от свойств поля и не зависит от свойств внесенного в это поле заряда

4.

Напряженность, поля точечного
заряда.
Напряженность поля неподвижного точечного
заряда можно вычислить, используя закон
Кулона.
+
Так как
тогда
+
+
Коэффициент пропорциональности тот же,
что и в законе Кулона.
Вектор напряженности направлен от заряда, если
заряд положительный, и к заряду, если он
отрицательный.

5.

Принцип суперпозиции
электрических полей
Если на тело действует несколько сил, то согласно законам
механики результирующая сила равна геометрической сумме
сил: F = Fl+F2+ F3…
На электрические заряды действуют силы со стороны
электрического поля.
Если в данной точке пространства существуют поля,
создаваемые несколькими зарядами, то,
напряженность в данной точке поля равна векторной
сумме напряженностей полей, создаваемых каждым
из этих зарядов.
В этом состоит принцип суперпозиции
(наложения) полей.
E = El+E2+ E3…

6.

Силовыми линиями
электрического поля или
линиями напряженности
называются непрерывные линии,
касательные к которым в каждой точке,
через которую они проходят, совпадают
с вектором напряженности.
Электрическое поле, напряженность
которого одинакова во всех точках
пространства, называется однородным.
Густота линий больше вблизи
заряженных тел, где напряженность
больше.
Силовые линии одного и того же поля не
пересекаются.

7.

Напряжённость поля заряженного
шара
Силовые линии электрического поля, как
вытекает из соображений симметрии,
направлены вдоль продолжений радиусов шара
(рис. а).
Обратите внимание! Силовые линии вне шара
распределены в пространстве точно так же, как и
силовые линии точечного заряда (рис. б).
Если совпадают картины силовых линий, то
можно ожидать, что совпадают и напряженности
полей. Поэтому на расстоянии r >= R от центра
шара напряженность поля определяется той же
формулой, что и напряженность поля точечного
заряда, помещенного в центре сферы.
Внутри шара Е=0 и q=0
(весь заряд на поверхности шара)

8.

Система заряженных тел обладает
потенциальной энергией,
называемой электростатической
или электрической.

9.

10.

11. потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле равна:

12.

Если поле совершает
положительную работу, то
потенциальная энергия
заряженного тела в поле
уменьшается:

13.

И наоборот, если работа
отрицательна, то

14.

На замкнутой траектории, когда
заряд возвращается в начальную
точку, работа поля равна нулю:

15.

Это интересно
«ЖИВОЕ» ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Первое упоминание об электрических рыбах датируется более чем 5000
лет назад. На древних египетских надгробьях изображен африканский
электрический сом.
Египтяне полагали, что этот сом является «защитником рыб» — рыбак,
вытаскивающий сеть с рыбой, мог получить приличный электрический
разряд и выпустить сеть из рук, отпустив весь пойманный улов назад в
реку.

16.

«Электрическое» зрение рыб.
Рыбы с помощью электрических органов обнаруживают в воде
посторонние предметы. Некоторые рыбы все время генерируют
электрические импульсы. Вокруг их тела в воде текут электрические токи.
Если в воду поместить посторонний предмет, то электрическое поле
искажается и электрические сигналы, поступающие на чувствительные
электрорецепторы рыб меняются. Мозг сравнивает сигналы от многих
рецепторов и формирует у рыбы представление о размерах, форме и
скорости движения предмета.

17.

Наиболее известные электрические
охотники — это скаты. Скат наплывает на
жертву сверху и парализует ее серией
электрических разрядов. Однако его
«батареи» разряжаются , и на подзарядк
ему требуется некоторое время.
Древние греки и римляне (500 д.н.э.-500
н.э.) знали об электрическом скате. .
Плиний в 113 н.э. описывал, как скат
использует «магическую силу» для того,
чтобы обездвижить свою добычу. Греки
знали, что «магическая сила» может
передаваться через металлические
предметы, например, копья, которыми
они охотились на рыб.

18.

Рыбы-электроищейки.
Некоторые рыбы, пытаясь спастись, зарываются
в песок и замирают там. Но и у них нет никаких
шансов, поскольку пока они живы, их тела
генерируют
электрические
поля, которые
улавливает, например,
своей необычной головой
акула-молот, бросающаяся,
как кажется, прямо на
пустой грунт и
вытаскивающая из него
бьющуюся жертву.
Электрические рыбы
используют
электрические
сигналы для
общения между
собой. Они
оповещают других
особей, что данная
территория занята или,
что ими обнаружена пища.
Есть электрические сигналы:
«вызываю на бой « или
«сдаюсь». Все эти
сигналы хорошо
принимаются
рыбами на
расстоянии
порядка 10 метров

какое поле называется однородным? неоднородным?

Найдите правильный ответ на вопрос ✅ «какое поле называется однородным? неоднородным? . » по предмету �� Физика, а если вы сомневаетесь в правильности ответов или ответ отсутствует, то попробуйте воспользоваться умным поиском на сайте и найти ответы на похожие вопросы.

Похожие вопросы по физике
Какое магнитное поле называют однородным? Неоднородным?

Если в разных точках магнитного поля на магнитную стрелку действуют различные силы, то такое поле называют а) неоднородным б) однородным в) переменным

В электрическое поле отрицательно заряженного шара вносят легкую незаряженную металлическую пылинку. Возникнет ли собственное электрическое поле около пылинки? Будет ли действовать поле пылинки на шар? А. Возникнет, действовать на поле шара не будет.

Почему работа силы Ампера может быть равна 0? Какое поле называется однородным?

29. Магнитное поле. Магнитное поле постоянных магнитов. Магнитное поле прямолинейного проводника с током. Магнитное поле катушки. Магнитное поле Земли. 30. Электромагнитная индукция. 31. Законы геометрической оптики.

Помогите с ответом
решить уравнение 2 целых 2.9:y=3 целых 19.27:3 целых 1.3
Нет ответа

дачнику до железной платформы нужно пройти 2 км. с какой средней скоростью нужно идти. чтобы успеть на электр-ку которая прибудет на платформу через полчаса? запиши ответ с помощью знака > или равно, обозначив средн. скорость буквой U

Нет ответа
Расставить знаки действия и скобки чтоб в итоге получить 100. числа местами менять нельзя.
Нет ответа
НСД (63,42) НСД (39,26) НСД (60,24)
Нет ответа

В десятичной записи числа 1|14 зачеркнули 2013-ю цифру числа после запятой. Что больше: полученное число или 1|14?