Сместено во дадена точка на полето, големината на ова полнење е:

.

Од оваа дефиниција е јасно зошто тензија електрично полепонекогаш се нарекува сила карактеристична за електричното поле (навистина, целата разлика од векторот на сила што дејствува на наелектризираната честичка е само во постојан фактор).

Во секоја точка во вселената овој моментвреме, има своја векторска вредност (општо кажано, таа е различна во различни точки во просторот), така што е векторско поле. Формално, ова се изразува во ознаката

претставувајќи ја јачината на електричното поле како функција од просторните координати (и времето, бидејќи може да се менува со времето). Ова поле, заедно со полето на векторот на магнетната индукција, е електромагнетно поле, а законите на кои се почитува се предмет на електродинамика.

Јачината на електричното поле во SI се мери во волти на метар [V/m] или њутни по кулон.

Јачина на електричното поле во класичната електродинамика

Од горенаведеното е јасно дека јачината на електричното поле е една од главните основни количини на класичната електродинамика. Во оваа област на физиката, само векторот на магнетна индукција (заедно со векторот на јачината на електричното поле, формирајќи го тензорот на електромагнетното поле) и електричното полнење може да се наречат споредливи по вредност. Од одредена гледна точка, потенцијалите на електромагнетното поле (кои заедно формираат единствен електромагнетен потенцијал) изгледаат подеднакво важни.

  • Останатите концепти и количини на класичната електродинамика, како што се електричната струја, густината на струјата, густината на полнежот, векторот на поларизација, како и помошното електрично индукционо поле и јачината на магнетното поле - иако се доста важни и значајни, нивното значење е многу помало, а всушност може да се сметаат за корисни и значајни, но помошни количини.

Дозволете ни да дадеме краток преглед на главните контексти на класичната електродинамика во врска со јачината на електричното поле.

Силата со која електромагнетното поле делува на наелектризираните честички

Вкупната сила со која електромагнетното поле (вклучувајќи ги, општо земено, електричните и магнетните компоненти) делува на наелектризираната честичка се изразува со формулата на Лоренцовата сила:

Каде q - Електрично полнењечестичка, - нејзината брзина, - векторот на магнетна индукција (главната карактеристика на магнетното поле), косиот крст го означува векторскиот производ. Формулата е дадена во SI единици.

Како што можеме да видиме, оваа формула е целосно во согласност со дефиницијата за јачина на електричното поле дадена на почетокот на статијата, но е поопшта, бидејќи го вклучува и дејството на наелектризираната честичка (ако се движи) од магнетното поле.

Во оваа формула, се претпоставува дека честичката е точкаста честичка. Сепак, оваа формула овозможува да се пресметаат силите што дејствуваат од страна електромагнетно полеза тела од која било форма со каква било дистрибуција на полнежи и струи - само треба да ја користите вообичаената физичка техника за разбивање на сложено тело на мали (математички, бескрајно мали) делови, од кои секоја може да се смета како точкаст и на тој начин да се вклучи во опсегот на применливост на формулата.

Останатите формули што се користат за пресметување на електромагнетни сили (како што е, на пример, формулата на Амперова сила) може да се сметаат за последици од основната формула на силата Лоренц, посебни случаи на нејзина примена итн.

Меѓутоа, за да се примени оваа формула (дури и во наједноставните случаи, како што е пресметување на силата на интеракција помеѓу две точки полнења), потребно е да се знае (да може да се пресмета) и на што се посветени следните параграфи.

Максвелови равенки

Заедно со формулата на Лоренцовата сила, доволна теоретска основа за класичната електродинамика се равенките на електромагнетното поле, наречени Максвелови равенки. Нивната стандардна традиционална форма е четири равенки, од кои три го вклучуваат векторот на јачината на електричното поле:

Тука е густината на полнежот, е густината на струјата и се универзалните константи (равенките овде се напишани во SI единици).

Еве ја најфундаменталната и наједноставната форма на Максвеловите равенки - таканаречените „равенки за вакуум“ (иако, спротивно на името, тие се сосема применливи за да го опишат однесувањето на електромагнетното поле во медиум). Детали за други форми на пишување на Максвеловите равенки -.

Овие четири равенки, заедно со петтата - равенката на Лоренцовата сила - во принцип се доволни за целосно опишување на класичната (т.е. не квантната) електродинамика, односно ги претставуваат нејзините целосни закони. За да се решат конкретни реални проблеми со нивна помош, потребни се и равенки за движење на „материјалните честички“ (во класичната механика ова се Њутнови закони), а исто така често дополнителни информацииза специфични својства физички телаи медиумите вклучени во разгледувањето (нивната еластичност, електрична спроводливост, поларизација, итн., итн.), како и за другите сили вклучени во проблемот (на пример, гравитацијата), меѓутоа, сите овие информации повеќе не се во рамките на опсегот на електродинамиката како таков, иако често се покажува неопходно да се конструира затворен систем на равенки што овозможуваат решавање на одреден проблем како целина.

„Материјални равенки“

Вакви дополнителни формули или равенки (обично не точни, но приближни, често само емпириски) кои не се директно вклучени во полето на електродинамиката, но неизбежно се користат во него заради решавање на конкретни практични проблеми, наречени „материјални равенки“, се особено:

  • Закон за поларизација
  • во различни случаи, многу други формули и односи.

Поврзување со потенцијалите

Односот помеѓу јачината на електричното поле и потенцијалите во општиот случај е како што следува:

каде се скаларните и векторските потенцијали. За комплетност, овде го прикажуваме соодветниот израз за векторот на магнетна индукција:

Во посебниот случај на стационарни (не се менуваат со времето) полиња, првата равенка се поедноставува на:

Ова е израз за комуникација електростатско полесо електростатички потенцијал.

Електростатика

Важен посебен случај во електродинамиката од практична и теоретска гледна точка е случајот кога наелектризираните тела се неподвижни (на пример, ако се проучува состојбата на рамнотежа) или брзината на нивното движење е доволно мала што е можно приближно користете ги оние пресметковни методи кои важат за неподвижни тела. Овој посебен случај се занимава со гранката на електродинамиката наречена електростатика.

Равенките на полето (равенките на Максвел) се исто така многу поедноставени (равенките со магнетно поле може да се елиминираат, а дивергенцијата може да се замени во равенката) и се сведени на Поасоновата равенка:

и во области без наелектризирани честички - според Лапласовата равенка:

Со оглед на линеарноста на овие равенки, а со тоа и применливоста на принципот на суперпозиција за нив, доволно е да се најде полето на една точка единечно полнење за потоа да се најде потенцијалот или јачината на полето создадени од која било дистрибуција на полнежите (со собирање на решенија за точка полнење).

Гаусова теорема

Теоремата на Гаус е многу корисна во електростатиката, чија содржина е сведена на интегралната форма на единствената нетривијална Максвелова равенка за електростатика:

каде што интеграцијата се врши над која било затворена површина С(пресметувајќи го флуксот низ оваа површина), П- вкупно (вкупно) полнење во оваа површина.

Оваа теорема обезбедува исклучително едноставен и удобен начин за пресметување на јачината на електричното поле во случај кога изворите имаат доволно висока симетрија, имено сферични, цилиндрични или огледало + транслација. Конкретно, полето на точка полнење, сфера, цилиндар, рамнина може лесно да се најде на овој начин.

Јачина на електричното поле на точка полнење

Во SI единици

За точкаст полнеж во електростатиката, законот на Кулон е вистинит

. .

Историски, законот на Кулон беше откриен прв, иако од теоретска гледна точка Максвеловите равенки се пофундаментални. Од оваа гледна точка, тоа е нивна последица. Најлесен начин да се добие овој резултат се заснова на , земајќи ја предвид сферичната симетрија на проблемот: изберете површина Сво форма на сфера со центар на точка полнење, земете во предвид дека насоката ќе биде очигледно радијална, а големината на овој вектор е иста насекаде на избраната сфера (така Еможе да се извади од интегралниот знак), а потоа, земајќи ја предвид формулата за плоштина на сфера од радиус р: , ние имаме:

каде веднаш го добиваме одговорот за Е.

Одговорот за потоа се добива со интеграција Е:

За GHS системот

Формулите и нивното изведување се слични, разликата од SI е само во константите.

Јачина на електричното поле на произволна распределба на полнеж

Според принципот на суперпозиција за јачината на полето на множество дискретни извори, имаме:

каде е секој

Заменувајќи, добиваме:

За континуирана дистрибуција е слично:

Каде В- регионот на просторот каде што се наоѓаат полнежите (густина на полнеж без нула), или целиот простор, - вектор на радиус на точката за која ја пресметуваме, - вектор на радиус на изворот, кој поминува низ сите точки на регионот Впри интегрирање, dV- елемент на волумен. Можете да замените x, y, zнаместо, наместо, наместо dV.

Единица системи

Во системот SGS, јачината на електричното поле се мери во единици SGSE, во системот

Пред да откриете како да ја одредите јачината на електричното поле, императив е да се разбере суштината на овој феномен.

Карактеристики на електричното поле

Мобилните и стационарни полнежи учествуваат во создавањето на електрично поле. Присуството на полето се манифестира во неговиот силен ефект врз нив. Покрај тоа, полето е способно да создаде индукција на полнежи лоцирани на површината на проводниците. Кога полето се создава со стационарни полнежи, тоа се смета за неподвижно електрично поле. Друго име е електростатско поле. Тоа е еден од видовите на електромагнетно поле, со чија помош се случуваат сите сили заемодејства што се случуваат помеѓу наелектризираните честички.

Како се мери јачината на електричното поле?

Затегнатоста е векторска величина што врши сила врз наелектризираните честички. Магнитудата е дефинирана како однос на силата насочена од неговата страна до големината на точкастото тест електричен полнеж во одредена точка на ова поле. Пробно електрично полнење се внесува во електричното поле посебно за да може да се пресмета интензитетот.

Покрај теоријата, постојат практични начиниКако да се одреди јачината на електричното поле:

  1. Во произволно електрично поле, неопходно е да се земе тело што содржи електричен полнеж. Димензиите на ова тело мора да бидат помали од димензиите на телото со чија помош се создава електричното поле. За таа цел, можете да користите мала метална топка со електрично полнење. Потребно е да се измери полнењето на топката со помош на електрометар и да се стави во полето. Силата што дејствува на топката мора да биде избалансирана со динамометар. По ова, читањата изразени во њутни се земаат од динамометарот. Ако вредноста на силата се подели со вредноста на полнењето, се добива вредноста на напонот изразена во волти/метар.
  2. Јачината на полето во одредена точка, на одредено растојание од полнежот, прво се одредува со мерење на растојанието меѓу нив. Потоа, вредноста се дели со добиеното растојание на квадрат. На добиениот резултат се применува коефициент 9*10^9.
  3. Во кондензаторот, одредувањето на напонот започнува со мерење на напонот помеѓу неговите плочи со помош на волтметар. Следно, треба да го измерите растојанието помеѓу плочите. Вредноста во волти е поделена со растојанието помеѓу плочите во метри. Добиениот резултат ќе биде вредноста на јачината на електричното поле.

НапнатостЕлектричното поле е векторска величина, што значи дека има нумеричка големина и насока. Големината на јачината на електричното поле има своја димензија, која зависи од начинот на неговото пресметување.

Електричната сила на интеракцијата на полнежите се опишува како бесконтактно дејство, а со други зборови, се одвива дејство на долг дострел, односно дејство на далечина. За да се опише такво дејство на долг дострел, погодно е да се воведе концептот на електрично поле и, со негова помош, да се објасни дејството на далечина.

Да земеме електричен полнеж, кој ќе го означиме со симболот П. Овој електричен полнеж создава електрично поле, односно е извор на сила. Бидејќи во универзумот секогаш има барем еден позитивен и барем еден негативен полнеж, кои делуваат еден на друг на кое било, дури и бесконечно далечно растојание, тогаш секој полнеж е извор на сила, што значи дека е соодветно да се опише електричното поле што тие го создаваат. Во нашиот случај, обвинението Пе изворелектрично поле и ќе го сметаме токму како извор на полето.

Јачина на електричното поле изворполнењето може да се мери со користење на кое било друго полнење кое се наоѓа некаде во негова близина. Полнењето што се користи за мерење на јачината на електричното поле се нарекува тест полнење, бидејќи се користи за тестирање на јачината на полето. Пробното полнење има одредена количина на полнење и е означено со симболот q.

Кога се ставаат судењеполнење во електрично поле извор на сила(наплаќање П), судењеполнењето ќе доживее дејство на електрична сила - или привлекување или одбивање. Силата може да се означи како што обично се прифаќа во физиката со симболот Ф. Тогаш големината на електричното поле може да се дефинира едноставно како однос на силата и големината судењенаплаќаат.

Ако јачината на електричното поле е означена со симболот Е, тогаш равенката може да се препише во симболична форма како

Стандардните метрички единици за мерење на јачината на електричното поле произлегуваат од неговата дефиниција. Така, јачината на електричното поле се дефинира како сила еднаква на 1 Њутн(H) поделено со 1 Приврзок(Cl). Јачината на електричното поле се мери во Њутн/Куломили на друг начин N/Kl. Во системот SI се мери и во Волтметар. За да се разбере суштината на таков предмет, колку е поважна димензијата во метричкиот систем во N/C, бидејќи оваа димензија го одразува потеклото на таква карактеристика како јачината на полето. Нотацијата Volt/Meter го прави основен концептот на полето потенцијал (Volt), што е корисно во некои области, но не во сите.

Горенаведениот пример вклучува две давачки П (извор) И q судење. И двете од овие обвиненија се извор на сила, но кој треба да се користи во горната формула? Во формулата има само едно полнење и тоа е судењенаплаќаат q(не извор).

Не зависи од количината судењенаплаќаат q. Ова може да изгледа збунувачки на прв поглед, ако навистина размислите за тоа. Проблемот е што не секој го има добра навикаразмислете и останете во таканареченото блажено незнаење. Ако не размислувате, тогаш нема да имате ваква конфузија. Значи, како јачината на електричното поле не зависи од тоа q, Ако qприсутни во равенката? Одлично прашање! Но, ако размислите малку за тоа, можете да одговорите на ова прашање. Зголемување на количината судењенаплаќаат q- да речеме, 2 пати - именителот на равенката исто така ќе се зголеми 2 пати. Но, во согласност со законот на Кулом, зголемувањето на полнежот, исто така, пропорционално ќе ја зголеми генерираната сила Ф. Полнењето ќе се зголеми 2 пати, а потоа силата Фќе се зголеми за истиот износ. Бидејќи именителот во равенката се зголемува за фактор два (или три, или четири), броителот ќе се зголеми за истиот фактор. Овие две промени се поништуваат една со друга, така што можеме со сигурност да кажеме дека јачината на електричното поле не зависи од количината судењенаплаќаат.

Така, без разлика колку судењенаплаќаат qсе користи во равенката, јачина на електричното поле Ена било кој дадена точкаоколу полнењето П (извор) ќе биде исто кога се мери или пресметува.

Дознајте повеќе за формулата за јачина на електричното поле

Погоре ја допревме дефиницијата за јачината на електричното поле за тоа како се мери. Сега ќе се обидеме да истражиме подетална равенка со променливи со цел појасно да ја замислиме самата суштина на пресметувањето и мерењето на јачината на електричното поле. Од равенката можеме да видиме што точно е засегнато, а што не. За да го направите ова, прво треба да се вратиме на равенката на Кулонов закон.

Кулоновиот закон го вели тоа електрична сила Фпомеѓу два обвиненија е директно пропорционален на производот од бројот на овие обвиненија и обратно пропорционален на квадратот на растојанието помеѓу нивните центри.

Ако ги додадеме нашите две полнежи во равенката на Кулонов закон П (извор) И q (судењенаплата), тогаш го добиваме следниот запис:


Ако изразот за електрична сила Фкако се утврдува Кулонов законзамени во равенката за јачина на електричното поле Ешто е дадено погоре, тогаш ја добиваме следната равенка:

Забележи го тоа судењенаплаќаат qбеше намален, односно отстранет и од броителот и од именителот. Нова формула за јачина на електричното поле Еја изразува јачината на полето во однос на две променливи кои влијаат на тоа. Јачина на електричното полезависи од износот на почетното полнење Пи од оддалеченоста од ова полнење гдо точка во просторот, односно геометриска локација во која се одредува вредноста на напнатоста. Така, имаме можност да го карактеризираме електричното поле преку неговиот интензитет.

Закон за инверзен квадрат

Како и сите формули во физиката, формулите за јачина на електричното поле може да се користат за алгебарскирешавање проблеми (проблеми) од физиката. Исто како и секоја друга формула во нејзината алгебарска нотација, можете да ја проучувате формулата за јачината на електричното поле. Ваквото истражување придонесува за подлабоко разбирање на суштината физички феномени карактеристиките на оваа појава. Една од карактеристиките на формулата за јачина на полето е тоа што ја илустрира инверзната квадратна врска помеѓу јачината на електричното поле и растојанието до точка во просторот од изворот на полето. Јачината на електричното поле создадено во изворот на полнење Побратно пропорционален на квадратот на растојанието од изворот. Инаку велат дека саканата количина обратно пропорционален на квадратот .

Јачината на електричното поле зависи од геометриската локација во просторот, а нејзината вредност се намалува со зголемување на растојанието. Така, на пример, ако растојанието се зголеми за 2 пати, тогаш интензитетот ќе се намали за 4 пати (2 2), ако растојанијата помеѓу се намалат за 2 пати, тогаш јачината на електричното поле ќе се зголеми за 4 пати (2 2). Ако растојанието се зголеми за 3 пати, тогаш јачината на електричното поле се намалува за 9 пати (3 2). Ако растојанието се зголеми за 4 пати, тогаш јачината на електричното поле се намалува за 16 (4 2).

Насока на векторот на јачината на електричното поле

Како што споменавме порано, јачината на електричното поле е векторска количина. За разлика од скаларната големина, векторската величина не е целосно опишана освен ако не е одредена нејзината насока. Големината на векторот на електричното поле се пресметува како големина на силата на која било судењеполнеж лоциран во електрично поле.

Силата што дејствува на судењеполнењето може да се насочи или кон изворот на полнење или директно подалеку од него. Точната насока на силата зависи од знаците на пробното полнење и изворот на полнење, дали тие имаат ист знак на полнеж (се јавува одбивност) или нивните знаци се спротивни (се јавува привлекување). За да се реши проблемот со насоката на векторот на електричното поле, без разлика дали е насочен кон изворот или подалеку од изворот, донесени се правила кои ги користат сите научници во светот. Според овие правила, насоката на векторот е секогаш од полнеж со позитивен знак на поларитет. Ова може да се прикаже во форма на линии на сила кои излегуваат од полнежи од позитивни знаци и внесуваат обвиненија со негативни знаци.

Формули на електрична енергија и магнетизам. Проучувањето на основите на електродинамиката традиционално започнува со електрично поле во вакуум. За да се пресмета силата на интеракција помеѓу две точки полнења и да се пресмета јачината на електричното поле создадено од точкаст полнеж, треба да бидете способни да го примените Кулоновиот закон. За да се пресметаат јачините на полето создадени од продолжените полнежи (наполнета нишка, рамнина, итн.), се користи Гаусовата теорема. За систем на електрични полнежи потребно е да се примени принципот

При изучување на темата „Директна струја“ потребно е да се земат предвид законите на Ом и Џул-Ленц во сите форми. При изучувањето на „Магнетизам“ потребно е да се има предвид дека магнетното поле се создава со подвижни полнежи и делува на подвижни полнежи. Овде треба да обрнете внимание на законот Биот-Саварт-Лаплас. Посебно внимание треба да се посвети на силата на Лоренц и да се разгледа движењето на наелектризираната честичка во магнетно поле.

Електрични и магнетни појависе поврзани со посебен облик на постоење на материја - електромагнетно поле. Основата на теоријата на електромагнетното поле е теоријата на Максвел.

Табела со основни формули на електрична енергија и магнетизам

Физички закони, формули, променливи

Формули на електрична енергија и магнетизам

Кулонов закон:
Каде q 1 и q 2 - вредности на бодовни трошоци,ԑ 1 - електрична константа;
ε - диелектрична константа на изотропна средина (за вакуум ε = 1),
r е растојанието помеѓу полнењата.

Јачина на електричното поле:

каде што Ḟ - сила која делува на полнежот q 0 , кој се наоѓа на дадена точка во полето.

Јачина на полето на растојание r од изворот на полето:

1) точка наплата

2) бесконечно долга наелектризирана нишка со линеарна густина на полнеж τ:

3) рамномерно наелектризирана бесконечна рамнина со површинска густина на полнеж σ:

4) помеѓу две спротивно наелектризирани рамнини

Потенцијал на електрично поле:

каде Ш - потенцијална енергијанаплаќаат q 0 .

Потенцијал на поле на точкаст полнеж на растојание r од полнежот:

Според принципот на суперпозиција на поле, напнатост:

Потенцијал:

каде што Ē и ϕ јас- напнатост и потенцијал во дадена точка на теренот, создадена од i-thнаплаќаат.

Работата што ја врши електричното поле принудува да го придвижи полнежот q од точка со потенцијалϕ 1 до точка со потенцијалϕ 2:

Односот помеѓу тензијата и потенцијалот

1) за нееднакво поле:

2) за еднообразно поле:

Електричен капацитет на осамен проводник:

Капацитет на кондензаторот:

Електричен капацитет на рамен кондензатор:

каде што S е површината на плочата (еден) на кондензаторот,

d е растојанието помеѓу плочите.

Енергија на наполнет кондензатор:

Тековна јачина:

Тековна густина:

каде што S е област пресекпроводник.

Отпорност на проводникот:

l е должината на проводникот;

S е површината на напречниот пресек.

Закон на Ом

1) за хомоген дел од ланецот:

2) во диференцијална форма:

3) за дел од колото што содржи EMF:

Каде ε - ЕМП изворструја,

R и r - надворешен и внатрешен отпор на колото;

4) за затворено коло:

Закон Џул-Ленц

1) за хомоген дел од ланецот еднонасочна струја:
каде што Q е количината на топлина ослободена во спроводникот што носи струја,
t - тековно време на поминување;

2) за дел од коло со струја што варира со текот на времето:

Тековна моќност:

Врска помеѓу магнетната индукција и јачината на магнетното поле:

каде што B е вектор на магнетна индукција,
μ √ магнетна пропустливост на изотропна средина, (за вакуум μ = 1),
µ0 - магнетна константа,
H - јачина на магнетно поле.

Магнетна индукција(индукција на магнетно поле):
1) во центарот на кружната струја
каде што R е радиусот на кружната струја,

2) полиња на бесконечно долга напредна струја
каде што r е најкраткото растојание до оската на проводникот;

3) полето создадено од дел од спроводникот со струја
каде што ɑ 1 и ɑ 2 - агли помеѓу сегментот на проводникот и линијата што ги поврзува краевите на сегментот и полето;
4) полиња на бесконечно долг соленоид
каде n е бројот на вртења по единица должина на соленоидот.

Јачината на електричното поле може да биде од значајна важност кога се користат кондензатори и други компоненти на колото. Зошто е тоа? Ајде да го погледнеме овој концепт од гледна точка на физиката.

Зошто е воведен самиот концепт на јачина на електричното поле?

Карактеризира посебен вид материја што постои околу кое било електрично полнење и се манифестира со влијание врз други слични честички. Напнатоста е карактеристика на дадено поле. Неопходно е да се земе предвид овој концепт поради фактот што има влијание врз електронските компоненти на кое било коло што се наоѓа во кое било електротехника. И ако го игнорирате овој аспект, машините што ги имаат ќе откажат многу брзо, можеби дури и веднаш - на првиот старт. Како се смета јачината на електричното поле од модерната наука?

Што е тензија во однос на физиката?

На овој концепт му беше посветено многу внимание - се разбира, затоа што моќта на нашата цивилизација сега во голема мера зависи од разбирањето на овие процеси. Се подразбира како векторска величина што се користи за карактеризирање на електричното поле во една точка. Нумерички е еднаков на односот на силата што делува на полнежот на неподвижната точка што се разгледува со неговата големина:

Н=С/ВЗ, каде што:

  1. N - напнатост.
  2. S - сила.
  3. VZ - износот на надоместокот што се разгледува.

Еве како да ја одредите јачината на електричното поле. И затоа понекогаш може да се нарече неговата јачина карактеристика. Која е единствената разлика? Овој случај се разликува од векторот на сила што делува на наелектризираната честичка со присуство на константен множител. Што можете да кажете за нејзината големина?

Векторска вредност во секоја точка во просторот

Мора да се земе предвид дека оваа вредност се менува заедно со промените во координатите. Формално, сите точки на векторскиот волумен може да се изразат на следниов начин: E = E (x, y, z, t). Ја претставува јачината на електричното поле како функција од просторните координати. И сега е неопходно да се наметнат вектори на магнетна индукција на нив. Како резултат на тоа, можно е да се добие електромагнетно поле, кое заедно со неговите закони ќе го претставува предметот на електродинамиката. Како се мери затегнатоста на даден предмет? За да го направите ова, користете ги индикаторските волти на метар или њутн по кулон (снима V/m или N/C, соодветно).

Јачина на електричното поле во класичната електродинамика

Таа е препознаена како една од главните фундаментални количини. Споредливи по важност се векторот на магнетната индукција и електричниот полнеж. Во некои случаи, потенцијалите на електромагнетното поле може да добијат слично значење. Покрај тоа, ако ги комбинирате заедно, можете да добиете вредност што ја покажува можноста за влијание врз други објекти. Се нарекува електромагнетен потенцијал. Има и други концепти. Електричната струја, нејзината густина, векторот на поларизација, јачината на магнетното поле - сите тие се доста значајни и важни, но се сметаат само за помошни количини. Ајде брзо да го разгледаме основниот контекст што го обезбедува класичната електродинамика во врска со јачината на електричното поле.

Сила на наелектризираните честички

За да го изразам општиот индикатор за влијанието на магнетното поле, ја користам формулата на Лоренц:

C = EZCH*VS+EZCH*Sk*^VMI.

C е силата на магнетното поле на наелектризирана честичка.

EPC е електрично полнење на една честичка.

VMI е векторот на магнетна индукција.

Ск е брзината на движење на честичките.

*^ - векторски производ.

Ако ја погледнете формулата, можете да видите дека таа е целосно во согласност со претходно дадената дефиниција за тоа каква е јачината на електричното поле. Но, самата равенка е генерализирана, бидејќи го вклучува дејството на наелектризираната честичка од магнетното поле додека се движи. Исто така, се претпоставува дека предметот што се разгледува е точкаст објект. Формулата ви овозможува да ги пресметате силите што електромагнетното поле делува на тело од која било форма во кое има произволна распределба на полнежи и струи. Потребно е само да се скрши комплексен објект на мали делови, од кои секоја може да се смета за точка, а потоа станува возможно да се примени формула на него.

Што можете да кажете за остатокот од пресметките?

Други равенки кои се користат при пресметување на електромагнетните сили се сметаат за последици од формулата Лоренц. Тие се нарекуваат и посебни случаи на неговата примена. Иако за практична применадури и во повеќето едноставни задачиСепак, сè уште е неопходно да се има мала количина на знаење, за што сега ќе се дискутира.

Електростатика

Се занимава со посебни случаи кога наелектризираните тела се неподвижни, или нивната брзина на движење е толку мала што се сметаат за такви. Како да се пресмета јачината на електричното поле во овој случај? Скаларниот потенцијал ќе ни помогне во ова:

NEP = -∆SP.

НЕП - јачина на електричното поле.

СП - скаларен потенцијал.

Спротивното е исто така точно. Добиената вредност се нарекува електростатички потенцијал. Исто така, овој пристап ја поедноставува Максвеловата равенка и се претвора во формулата на Поасон. За посебниот случај на области кои се без наелектризирани честички, се користат пресметки со методот на Лаплас. Ве молиме имајте предвид дека сите равенки се линеарни, и соодветно на тоа, принципот на суперпозиција важи за нив. За да го направите ова, треба да го пронајдете полето на само една точка единица полнење. Потоа треба да ја пресметате јачината на полето или потенцијалот што се создава со нивната дистрибуција. Дали знаете како се вика резултатот? Сигурно не. И неговото име е јачината на електричното поле на точката полнење.

Максвелови равенки

Тие, заедно со формулата на Лоренцовата сила, ја формираат теоретската основа на класичната електродинамика. Традиционална формапрезентирани. Бидејќи опишувањето на секоја од нив е долго, ќе ги претставам во форма на слика. Се верува дека овие четири равенки и формулата на Лоренцовата сила се доволни за целосно опишување на класичната (само класична, не квантна) електродинамика. Но, што е со практиката? За да решите вистински проблеми, можеби ќе ви треба и равенка која го опишува движењето на материјалните честички (во класичната механика, Њутновите закони ја играат својата улога). Ќе ви требаат и информации за специфичните својства на медиумите и физичките тела што се разгледуваат (нивната еластичност, електричната спроводливост, поларизацијата итн.). За да се решат проблемите, може да се користат и други сили кои не се вклучени во опсегот на електродинамиката (како што е гравитацијата), но кои се неопходни за да се изгради затворен систем на равенки или да се реши одреден проблем.

Заклучок

Па, да резимираме, можеме да кажеме дека јачината на електричното поле е целосно разгледана, и во општи и во некои посебни случаи. Податоците презентирани во статијата треба да бидат повеќе од доволни за пресметување на параметрите за вашите идни дизајни. За графичка сликаможеме да кажеме дека векторите на јачината на електричното поле се прикажани со помош на линии на сила, кои се сметаат за тангентни на секоја точка. Овој метод на опис првпат беше воведен од Фарадеј. Ова е местото каде што авторот завршува за јачината на електричното поле и ви благодариме за вниманието.