Електричне поле Взаємодія зарядів Основні положення електростатики

Скачать презентацию Електричне поле Взаємодія зарядів  Основні положення електростатики Скачать презентацию Електричне поле Взаємодія зарядів Основні положення електростатики

elektrostatykal.ppt

  • Размер: 534.5 Кб
  • Автор: Вікторія Перга
  • Количество слайдов: 39

Описание презентации Електричне поле Взаємодія зарядів Основні положення електростатики по слайдам

  Електричне поле Взаємодія зарядів Електричне поле Взаємодія зарядів

  Основні положення електростатики Совокупность всех известных экспериментальных фактов позволяет сделать следующие выводы: Основні положення електростатики Совокупность всех известных экспериментальных фактов позволяет сделать следующие выводы: Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными. Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. В этом также проявляется принципиальное отличие электромагнитных сил от гравитационных. Гравитационные силы всегда являются силами притяжения.

  Електричний заряд Подобно понятию гравитационной массы тела в механике Ньютона, понятие заряда Електричний заряд Подобно понятию гравитационной массы тела в механике Ньютона, понятие заряда в электродинамике является первичным, основным понятием. Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия. Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q.

  Закон збереження заряду Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон Закон збереження заряду Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон сохранения электрического заряда. В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной: q 1 + q 2 + q 3 +. . . + qn = const.

  Електричні заряди С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все Електричні заряди С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e. e = 1, 602177· 10– 19 Кл ≈ 1, 6· 10– 19 Кл.

  Взаємодія зарядів Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Раздел Взаємодія зарядів Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Раздел электродинамики, изучающий кулоновское взаимодействие, называют электростатикой. Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними.

  Сила взаємодії між зарядами Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей Сила взаємодії між зарядами Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними Сили відштовхування та притягання 1 2 2 k q q F r 1 2 2 k q q r F r r

  Коефіцієнт пропорційності Коэффициент пропорциональности k  в законе Кулона зависит от выбора Коефіцієнт пропорційності Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона зависит от выбора системы единиц. К=9 109 (Н м 2 )/кг 2 где 0 = 8, 85 10 -12 Ф/м электрическая постоянная. 0 1 4 k

  Досліди Кулона Идея измерений основывалась на блестящей догадке Кулона о том, что Досліди Кулона Идея измерений основывалась на блестящей догадке Кулона о том, что если заряженный шарик привести в контакт с точно таким же незаряженным, то заряд первого разделится между ними поровну. Таким образом, был указан способ изменять заряд шарика в два, три и т. д. раз. В опытах Кулона измерялось взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела принято называть точечными зарядами. Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.

  Прилад Ньютона тонка кварцова нитка заряджена кулька шкала Прилад Ньютона тонка кварцова нитка заряджена кулька шкала

  Одиниці заряду Кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное Одиниці заряду Кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А. Единица силы тока (ампер) в СИ является наряду с единицами длины, времени и массы основной единицей измерения.

  Особливості зарядів Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются Особливості зарядів Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются квантованными. Элементарный заряд e является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда. Следует отметить, что в современной физике элементарных частиц предполагается существование так называемых кварков – частиц с дробным зарядом 1/3 e и 2 /3 e Однако, в свободном состоянии кварки до сих пор наблюдать не удалось.

  Заряд атома В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов Заряд атома В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером. Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или отрицательно заряженный ион. Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов. Таким образом, электрический заряд тела – дискретная величина: q Ne 0, 1, 2, 3, 4, . . . N

  Принцип суперпозиції для сил Если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными Принцип суперпозиції для сил 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.

  Принцип суперпозиції Графічне зображення принципу суперпозиції для сил Принцип суперпозиції Графічне зображення принципу суперпозиції для сил

  Електричне поле По современным представлениям, электрические заряды не действуют друг на друга Електричне поле По современным представлениям, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле. Это поле оказывает силовое действие на другие заряженные тела. Главное свойство электрического поля – действие на электрические заряды с некоторой силой. Таким образом, взаимодействие заряженных тел осуществляется не непосредственным их воздействием друг на друга, а через электрические поля, окружающие заряженные тела.

  Силові лінії Спосіб побудови силових ліній Силові лінії Спосіб побудови силових ліній

  Силові лінії Силовые линии электрического поля всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.  Эквипотенциальные Силові лінії Силовые линии электрического поля всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям. Эквипотенциальные поверхности кулоновского поля точечного заряда – концентрические сферы. На рис. 1. 4. 3 представлены картины силовых линий и эквипотенциальных поверхностей некоторых простых электростатических полей

  Напруженість поля Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с Напруженість 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: F E q r r

  Електричне поле Принцип суперпозиції 1 2 3 E E  r r Електричне поле Принцип суперпозиції 1 2 3 E E r r

  Картина силових ліній Поле точкових зарядів + Картина силових ліній Поле точкових зарядів +

  Картина силових ліній Поле системи зарядів. Спосіб його побудови. Картина силових ліній Поле системи зарядів. Спосіб його побудови.

  Електричні вимірювання В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов Електричні вимірювання В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр – прибор, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси

  Принцип суперпозиції Опыт показывает, что силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции. Принцип суперпозиції Опыт показывает, что силы 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. 1 2 3 F F r r

  Діелектрична проникність Физическая величина,  равная отношению модуля напряженности  внешнего электрического Діелектрична проникність Физическая величина, равная отношению модуля напряженности внешнего электрического поля в вакууме к модулю напряженности полного поля в однородном диэлектрике, называется диэлектрической проницаемостью вещества.

  Потенціал поля Потенциал φ является энергетической характеристикой электростатического поля.  Работа A Потенціал поля Потенциал φ является энергетической характеристикой электростатического поля. Работа A 12 по перемещению электрического заряда q из начальной точки (1) в конечную точку (2) равна произведению заряда на разность потенциалов (φ 1 – φ2 ) начальной и конечной точек: A 12 = Wp 1 – Wp 2 = q φ1 – q φ2 = q (φ1 – φ2 ).

  Робота в електричному полі Знаходження роботи при переміщенні заряду Робота в електричному полі Знаходження роботи при переміщенні заряду

  Потенціал поля Потенциал поля в данной точке пространства равен работе, которую совершают Потенціал поля Потенциал поля в данной точке пространства равен работе, которую совершают электрические силы при удалении единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность. A q

  Одиниці потенціалу В Международной системе единиц (СИ) единицей потенциала является вольт (В). Одиниці потенціалу В Международной системе единиц (СИ) единицей потенциала является вольт (В). 1 В = 1 Дж / 1 Кл.

  Еквіпотенціальні поверхні Для наглядного представления электрического поля наряду с силовыми линиями используют Еквіпотенціальні поверхні Для наглядного представления электрического поля наряду с силовыми линиями используют эквипотенциальные поверхности. Поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковые значения, называется эквипотенциальной поверхностью или поверхностью равного потенциала.

  Поле в діелектрику В отличие от проводников, в диэлектриках (изоляторах) нет свободных Поле в діелектрику В отличие от проводников, в диэлектриках (изоляторах) нет свободных электрических зарядов. Они состоят из нейтральных атомов или молекул. Заряженные частицы в нейтральном атоме связаны друг с другом и не могут перемещаться под действием электрического поля по всему объему диэлектрика. При внесении диэлектрика во внешнее электрическое поле в нем возникает некоторое перераспределение зарядов, входящих в состав атомов или молекул. В результате такого перераспределения на поверхности диэлектрического образца появляются избыточные нескомпенсированные связанные заряды. Все заряженные частицы, образующие макроскопические связанные заряды, по-прежнему входят в состав своих атомов.

  Поляризація діелектриків Неполярний діелектрик Полярний діелектрик Поляризація діелектриків Неполярний діелектрик Полярний діелектрик

  Поляризація діелектриків Поляризація полярних діелектриків Поляризація діелектриків Поляризація полярних діелектриків

  Поляризація діелектриків Поляризація неполярних діелектриків Поляризація діелектриків Поляризація неполярних діелектриків

  Вплив електричного поля на діелектрик Скляна паличка в електричному полі спочатку поляризується, Вплив електричного поля на діелектрик Скляна паличка в електричному полі спочатку поляризується, а потім розміститься перпендикулярно полю Рідкий діелектрик внаслідок поляризації втягуватиметься у область сильного поля Бульбашка повітря у трансформаторному маслі буде відхилятись від зарядженого вістря, внаслідок втягування у область сильного поля масла ( у нього більша діелектрична проникність)

  Поле всередині провідника Все внутренние области проводника, внесенного в электрическое поле, остаются Поле всередині провідника Все внутренние области проводника, внесенного в электрическое поле, остаются электро нейтральными. Если удалить некоторый объем, выделенный внутри проводника, и образовать пустую полость, то электрическое поле внутри полости будет равно нулю. На этом основана электростатическая защита – чувствительные к электрическому полю приборы для исключения влияния поля помещают в металлические ящики.

  Поле всередині провідника а б ва – спотворення однорідного поля незарядженим провідником Поле всередині провідника а б ва – спотворення однорідного поля незарядженим провідником б, в – спотворення неоднорідного радіального поля незарядженим провідником

  Електростатична індукція Електростатична індукція

  Розділення зарядів Генератор Ван де Граафа Розділення зарядів Генератор Ван де Граафа