Положителни и отрицателни електрони. Електричен заряд и елементарни частици. Закон за запазване на заряда

Реферат по електротехника

Изпълнител: Агафонов Роман

Луга Агро-индустриален колеж

Невъзможно е да се даде кратко определение на таксата, което да е задоволително във всички отношения. Ние сме свикнали да намираме разбираеми обяснения за много сложни образувания и процеси като атома, течните кристали, разпределението на молекулите по скорост и т.н. Но най-основните, фундаментални понятия, неделими на по-прости, лишени, според днешната наука, от какъвто и да е вътрешен механизъм, вече не могат да бъдат обяснени накратко по задоволителен начин. Особено ако обектите не се възприемат директно от сетивата ни. Това са тези фундаментални понятия, към които се отнася електрическият заряд.

Нека първо се опитаме да разберем не какво е електрически заряд, а какво се крие зад твърдението: това тяло или частица има електрически заряд.

Знаете, че всички тела са изградени от малки частици, неделими на по-прости (доколкото сега науката знае) частици, които затова се наричат елементарни. Всички елементарни частици имат маса и поради това се привличат една към друга. Според закона за всемирното привличане силата на привличане намалява сравнително бавно с увеличаване на разстоянието между тях: обратно пропорционално на квадрата на разстоянието. Освен това повечето елементарни частици, макар и не всички, имат способността да взаимодействат помежду си със сила, която също намалява обратно пропорционално на квадрата на разстоянието, но тази сила е огромен брой пъти по-голяма от силата на гравитацията . Така във водородния атом, схематично показан на фигура 1, електронът се привлича към ядрото (протона) със сила 1039 пъти по-голяма от силата на гравитационното привличане.

Ако частиците взаимодействат една с друга със сили, които бавно намаляват с увеличаване на разстоянието и са многократно по-големи от силите на гравитацията, тогава се казва, че тези частици имат електрически заряд. Самите частици се наричат заредени. Има частици без електрически заряд, но няма електрически заряд без частица.

Взаимодействията между заредените частици се наричат електромагнитни. Когато казваме, че електроните и протоните са електрически заредени, това означава, че те са способни на взаимодействие от определен тип (електромагнитно) и нищо повече. Липсата на заряд на частиците означава, че не открива такива взаимодействия. Електрическият заряд определя интензивността на електромагнитните взаимодействия, точно както масата определя интензивността на гравитационните взаимодействия. Електрическият заряд е втората (след масата) най-важна характеристика на елементарните частици, която определя поведението им в околния свят.

По този начин

Електрическият заряд е физическа скаларна величина, която характеризира свойството на частиците или телата да влизат в електромагнитни силови взаимодействия.

Електрическият заряд се символизира с буквите q или Q.

Точно както в механиката често се използва концепцията за материална точка, което позволява значително да се опрости решаването на много проблеми, когато се изучава взаимодействието на зарядите, идеята за точков заряд е ефективна. Точковият заряд е заредено тяло, чиито размери са значително по-малки от разстоянието от това тяло до точката на наблюдение и други заредени тела. По-специално, ако говорят за взаимодействие на два точкови заряда, те приемат, че разстоянието между двете разглеждани заредени тела е значително по-голямо от техните линейни размери.

Електрическият заряд на елементарната частица не е специален „механизъм“ в частицата, който може да бъде отстранен от нея, разложен на съставните части и сглобен отново. Наличието на електрически заряд върху електрона и други частици означава само наличието на определени взаимодействия между тях.

В природата има частици с противоположни знаци. Зарядът на протона се нарича положителен, а зарядът на електрона - отрицателен. Положителният знак на заряда на една частица не означава, разбира се, че тя има някакви специални предимства. Въвеждането на заряди с два знака просто изразява факта, че заредените частици могат както да привличат, така и да отблъскват. Ако знаците на заряда са еднакви, частиците се отблъскват, а ако знаците са различни, се привличат.

В момента няма обяснение за причините за съществуването на два вида електрически заряди. Във всеки случай не се откриват фундаментални разлики между положителните и отрицателните заряди. Ако знаците на електрическите заряди на частиците бяха обърнати, тогава природата на електромагнитните взаимодействия в природата не би се променила.

Положителните и отрицателните заряди са много добре балансирани във Вселената. И ако Вселената е ограничена, тогава общият й електрически заряд по всяка вероятност е равен на нула.

Най-забележителното е, че електрическият заряд на всички елементарни частици е абсолютно еднакъв по големина. Има минимален заряд, наречен елементарен, който всички заредени елементарни частици притежават. Зарядът може да бъде положителен, като протон, или отрицателен, като електрон, но модулът на заряда е един и същ във всички случаи.

Невъзможно е да се отдели част от заряда, например, от електрон. Това е може би най-изненадващото. Никоя съвременна теория не може да обясни защо зарядите на всички частици са еднакви и не е в състояние да изчисли стойността на минималния електрически заряд. Определя се експериментално чрез различни експерименти.

През 60-те години на миналия век, след като броят на новооткритите елементарни частици започна тревожно да расте, се появи хипотезата, че всички силно взаимодействащи частици са съставни. По-фундаменталните частици бяха наречени кварки. Това, което беше поразително, беше, че кварките трябва да имат частичен електрически заряд: 1/3 и 2/3 от елементарния заряд. За изграждането на протони и неутрони са достатъчни два вида кварки. И максималният им брой, очевидно, не надвишава шест.

Невъзможно е да се създаде макроскопичен стандарт на единица електрически заряд, подобен на стандарта за дължина - метър, поради неизбежното изтичане на заряд. Би било естествено да приемем заряда на един електрон като един (това се прави сега в атомната физика). Но по времето на Кулон съществуването на електрони в природата все още не е известно. Освен това зарядът на електрона е твърде малък и следователно е труден за използване като стандарт.

В Международната система от единици (SI) единицата за заряд, кулон, се установява с помощта на единицата за ток:

1 кулон (C) е заряд, преминаващ през напречното сечение на проводник за 1 s при ток 1 A.

Заряд от 1 C е много голям. Два такива заряда на разстояние 1 км биха се отблъсквали със сила, малко по-малка от силата, с която земното кълбо привлича товар с тегло 1 тон. Следователно е невъзможно да се придаде заряд от 1 C на малко тяло (около с размери няколко метра). Отблъсквайки се една от друга, заредените частици не биха могли да се задържат върху такова тяло. В природата не съществуват други сили, които биха могли да компенсират кулоновото отблъскване при тези условия. Но в проводник, който обикновено е неутрален, не е трудно да се задвижи заряд от 1 C. Наистина, в обикновена крушка с мощност 100 W при напрежение 127 V се установява ток, който е малко по-малък от 1 A. В същото време за 1 s през кръста преминава заряд почти равен на 1 C -сечение на проводника.

Електрометър се използва за откриване и измерване на електрически заряди. Електрометърът се състои от метален прът и стрелка, която може да се върти около хоризонтална ос (фиг. 2). Пръчката със стрелата е закрепена в плексигласова втулка и поставена в цилиндрична метална кутия, затворена със стъклени капаци.

Принципът на действие на електрометъра. Нека допрем положително заредената пръчка до пръчката на електрометъра. Ще видим, че стрелката на електрометъра се отклонява под определен ъгъл (виж фиг. 2). Въртенето на стрелката се обяснява с факта, че когато заредено тяло влезе в контакт с пръта на електрометъра, електрическите заряди се разпределят по стрелката и пръта. Силите на отблъскване, действащи между подобни електрически заряди на пръта и показалеца, карат показалеца да се върти. Нека отново да наелектризираме ебонитовата пръчка и отново да докоснем с нея пръчката на електрометъра. Опитът показва, че с увеличаване на електрическия заряд на пръта, ъгълът на отклонение на стрелката от вертикалното положение се увеличава. Следователно, по ъгъла на отклонение на иглата на електрометъра, може да се прецени стойността на електрическия заряд, прехвърлен към пръта на електрометъра.

Съвкупността от всички известни експериментални факти ни позволява да подчертаем следните свойства на заряда:

Има два вида електрически заряди, условно наречени положителни и отрицателни. Положително заредените тела са тези, които действат върху други заредени тела по същия начин като стъклото, наелектризирано от триене върху коприна. Телата, които действат по същия начин като ебонит, наелектризирани чрез триене с вълна, се наричат отрицателно заредени. Изборът на името „положителен“ за заряди, възникващи върху стъкло, и „отрицателен“ за заряди върху ебонит, е напълно случаен.

Зарядите могат да се прехвърлят (например чрез директен контакт) от едно тяло на друго. За разлика от масата на тялото, електрическият заряд не е интегрална характеристика на дадено тяло. Едно и също тяло при различни условия може да има различен заряд.

Еднаквите заряди отблъскват, за разлика от зарядите привличат. Това разкрива и фундаменталната разлика между електромагнитните и гравитационните сили. Гравитационните сили винаги са сили на привличане.

Важно свойство на електрическия заряд е неговата дискретност. Това означава, че има някакъв най-малък, универсален, по-нататък неделим елементарен заряд, така че зарядът q на всяко тяло е кратно на този елементарен заряд:

където N е цяло число, e е стойността на елементарния заряд. Според съвременните представи този заряд е числено равен на заряда на електрона e = 1,6∙10-19 C. Тъй като стойността на елементарния заряд е много малка, за повечето заредени тела, наблюдавани и използвани в практиката, числото N е много голямо и дискретният характер на промяната на заряда не се проявява. Следователно се смята, че при нормални условия електрическият заряд на телата се променя почти непрекъснато.

Закон за запазване на електрическия заряд.

Вътре в затворена система, за всякакви взаимодействия, алгебричната сума на електрическите заряди остава постоянна:

Ще наречем изолирана (или затворена) система система от тела, в която електрическите заряди не се въвеждат отвън и не се отстраняват от нея.

Никъде и никога в природата не се появява или изчезва електрически заряд със същия знак. Появата на положителен електрически заряд винаги е придружена от появата на равен отрицателен заряд. Нито положителният, нито отрицателният заряд могат да изчезнат поотделно; те могат взаимно да се неутрализират само ако са еднакви по модул.

Ето как елементарните частици могат да се трансформират една в друга. Но винаги по време на раждането на заредени частици се наблюдава появата на двойка частици със заряди с противоположен знак. Може да се наблюдава и едновременно раждане на няколко такива двойки. Заредените частици изчезват, превръщайки се в неутрални, също само по двойки. Всички тези факти не оставят никакво съмнение относно стриктното прилагане на закона за запазване на електрическия заряд.

Причината за запазването на електрическия заряд все още не е известна.

Електрификация на тялото

Макроскопичните тела по правило са електрически неутрални. Атом на всяко вещество е неутрален, защото броят на електроните в него е равен на броя на протоните в ядрото. Положително и отрицателно заредените частици са свързани помежду си чрез електрически сили и образуват неутрални системи.

Голямо тяло е заредено, когато съдържа излишък от елементарни частици с еднакъв знак на заряда. Отрицателният заряд на тялото се дължи на излишък на електрони спрямо протони, а положителният заряд се дължи на техния дефицит.

За да се получи електрически заредено макроскопично тяло или, както се казва, да се наелектризира, е необходимо да се отдели част от отрицателния заряд от свързания с него положителен заряд.

Най-лесният начин да направите това е с триене. Ако прокарате гребен през косата си, малка част от най-подвижните заредени частици – електрони – ще се преместят от косата към гребена и ще я заредят отрицателно, а косата ще се зареди положително. При наелектризиране чрез триене и двете тела придобиват заряди с противоположен знак, но еднакви по големина.

Много е лесно да се наелектризират тела с помощта на триене. Но да се обясни как става това се оказа много трудна задача.

1 версия. При наелектризиране на тела е важен близкият контакт между тях. Електрическите сили задържат електрони вътре в тялото. Но за различните вещества тези сили са различни. При близък контакт малка част от електроните на веществото, в което връзката на електроните с тялото е относително слаба, преминава към друго тяло. Движенията на електроните не надвишават междуатомните разстояния (10-8 cm). Но ако телата са разделени, тогава и двете ще бъдат обвинени. Тъй като повърхностите на телата никога не са идеално гладки, тесният контакт между телата, необходим за прехода, се установява само на малки участъци от повърхностите. Когато телата се търкат едно в друго, броят на областите с близък контакт се увеличава и по този начин се увеличава общият брой на заредените частици, преминаващи от едно тяло към друго. Но не е ясно как електроните могат да се движат в такива непроводими вещества (изолатори) като ебонит, плексиглас и други. Те са свързани в неутрални молекули.

Версия 2. Използвайки примера на йонен LiF кристал (изолатор), това обяснение изглежда така. По време на образуването на кристал възникват различни видове дефекти, по-специално празни места - незапълнени пространства във възлите на кристалната решетка. Ако броят на свободните места за положителните литиеви йони и отрицателните флуорни йони не е еднакъв, тогава кристалът ще бъде зареден по обем при образуването. Но зарядът като цяло не може да бъде задържан от кристала за дълго. Винаги има определено количество йони във въздуха и кристалът ще ги издърпа от въздуха, докато зарядът на кристала се неутрализира от слой йони на повърхността му. Различните изолатори имат различни пространствени заряди и следователно зарядите на повърхностните слоеве йони са различни. При триене повърхностните слоеве йони се смесват и при разделяне на изолаторите всеки от тях се зарежда.

Могат ли два еднакви изолатора, например еднакви кристали LiF, да се наелектризират чрез триене? Ако имат еднакви собствени пространствени заряди, тогава не. Но те също могат да имат различни собствени заряди, ако условията на кристализация са различни и се появи различен брой свободни места. Както показва опитът, действително може да възникне наелектризиране по време на триене на идентични кристали от рубин, кехлибар и др. Горното обяснение обаче едва ли е правилно във всички случаи. Ако телата се състоят например от молекулярни кристали, тогава появата на празни места в тях не трябва да води до зареждане на тялото.

Друг начин за наелектризиране на тела е чрез излагането им на различни лъчения (по-специално ултравиолетово, рентгеново и γ-лъчение). Този метод е най-ефективен за наелектризиране на метали, когато под въздействието на радиация електроните се избиват от повърхността на метала и проводникът придобива положителен заряд.

Електрификация чрез влияние. Проводникът се зарежда не само при контакт със заредено тяло, но и когато е на известно разстояние. Нека разгледаме този феномен по-подробно. Нека окачи леки листове хартия на изолиран проводник (фиг. 3). Ако проводникът не е зареден в началото, листата ще бъдат в неотклонено положение. Нека сега приведем изолирана метална топка, силно заредена, към проводника, например с помощта на стъклена пръчка. Ще видим, че листовете, окачени в краищата на тялото, в точки a и b, се отклоняват, въпреки че зареденото тяло не докосва проводника. Проводникът се зарежда чрез въздействие, поради което самото явление се нарича „наелектризиране чрез въздействие“ или „електрическа индукция“. Зарядите, получени чрез електрическа индукция, се наричат индуцирани или индуцирани. Листата, окачени в средата на тялото, в точки a’ и b’, не се отклоняват. Това означава, че индуцираните заряди възникват само в краищата на тялото, а средата му остава неутрална или незаредена. Чрез доближаване на електрифициран стъклен прът към листовете, окачени в точки a и b, е лесно да се провери, че листовете в точка b се отблъскват от него, а листовете в точка a се привличат. Това означава, че в отдалечения край на проводника се появява заряд със същия знак като на топката, а на близките части възникват заряди с различен знак. Като премахнем заредената топка, ще видим, че листата ще паднат надолу. Феноменът протича по напълно подобен начин, ако повторим експеримента, като заредим топката отрицателно (например с помощта на восък).

От гледна точка на електронната теория тези явления лесно се обясняват със съществуването на свободни електрони в проводник. Когато към проводник се приложи положителен заряд, електроните се привличат към него и се натрупват в най-близкия край на проводника. На него се появява определен брой „излишни“ електрони и тази част от проводника става отрицателно заредена. В далечния край има липса на електрони и следователно излишък от положителни йони: тук се появява положителен заряд.

Когато отрицателно заредено тяло се доближи до проводник, електроните се натрупват в далечния край, а в близкия край се произвежда излишък от положителни йони. След премахване на заряда, който причинява движението на електроните, те отново се разпределят в проводника, така че всички части от него все още са незаредени.

Движението на зарядите по протежение на проводника и тяхното натрупване в краищата му ще продължи, докато влиянието на излишните заряди, образувани в краищата на проводника, балансира електрическите сили, излъчвани от топката, под въздействието на които се извършва преразпределението на електроните. Липсата на заряд в средата на тялото показва, че силите, излъчвани от топката, и силите, с които излишните заряди, натрупани в краищата на проводника, действат върху свободните електрони тук са балансирани.

Индуцираните заряди могат да се разделят, ако при наличие на заредено тяло проводникът се раздели на части. Такова преживяване е изобразено на фиг. 4. В този случай изместените електрони вече не могат да се върнат обратно след отстраняване на заредената топка; тъй като между двете части на проводника има диелектрик (въздух). Излишните електрони се разпределят в лявата страна; липсата на електрони в точка b се попълва частично от зоната на точка b', така че всяка част от проводника се оказва заредена: лявата - с заряд, противоположен по знак на заряда на топката, вдясно - със заряд със същото име като заряда на топката. Не само листата в точки a и b се разминават, но също така и неподвижните преди това листа в точки a’ и b’.

Буров Л.И., Стрелченя В.М. Физика от А до Я: за студенти, кандидати, преподаватели. – Мн.: Парадокс, 2000. – 560 с.

Мякишев Г.Я. Физика: Електродинамика. 10-11 клас: учебник. За задълбочено изучаване на физиката / G.Ya. Мякишев, А.З. Синяков, Б.А. Слободсков. – М. Ж. Дропла, 2005. – 476 с.

Физика: Учебник. помощ за 10 клас. училище и класове за напреднали изучавани физици/ О. Ф. Кабардин, В. А. Орлов, Е. Е. Евенчик и др.; Ед. А. А. Пински. – 2-ро изд. – М.: Образование, 1995. – 415 с.

Учебник по елементарна физика: Учебно помагало. В 3 тома / Ред. Г.С. Ландсберг: Т. 2. Електричество и магнетизъм. – М: ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 480 с.

Ако потъркате стъклена пръчка върху лист хартия, пръчката ще придобие способността да привлича перки листа, мъх и тънки струйки вода. Когато разресвате суха коса с пластмасов гребен, косата се привлича от гребена. В тези прости примери се сблъскваме с проявата на сили, които се наричат електрически.

Телата или частиците, които действат върху околните обекти с електрически сили, се наричат заредени или наелектризирани. Например горепосочената стъклена пръчка, след като се потърка върху лист хартия, се наелектризира.

Частиците имат електрически заряд, ако взаимодействат една с друга чрез електрически сили. Електрическите сили намаляват с увеличаване на разстоянието между частиците. Електрическите сили са многократно по-големи от силите на всемирната гравитация.

Електрическият заряд е физическа величина, която определя интензивността на електромагнитните взаимодействия.

Електромагнитните взаимодействия са взаимодействия между заредени частици или тела.

Електрическите заряди се делят на положителни и отрицателни. Положителен заряд имат стабилните елементарни частици - протони и позитрони, както и йони на метални атоми и др. Стабилни носители на отрицателен заряд са електронът и антипротонът.

Има електрически незаредени частици, тоест неутрални: неутрон, неутрино. Тези частици не участват в електрически взаимодействия, тъй като електрическият им заряд е нула. Има частици без електрически заряд, но електрически заряд не съществува без частица.

Положителните заряди се появяват върху стъкло, натъркано с коприна. Ебонитът, натрит върху козината, има отрицателни заряди. Частиците се отблъскват със заряди с еднакви знаци (подобни заряди), а с различни знаци (противоположни заряди) частиците се привличат.

Всички тела са изградени от атоми. Атомите се състоят от положително заредено атомно ядро и отрицателно заредени електрони, които се движат около атомното ядро. Атомното ядро се състои от положително заредени протони и неутрални частици - неутрони. Зарядите в атома са разпределени по такъв начин, че атомът като цяло е неутрален, тоест сумата от положителните и отрицателните заряди в атома е нула.

Електроните и протоните са част от всяко вещество и са най-малките стабилни елементарни частици. Тези частици могат да съществуват в свободно състояние неограничено време. Електрическият заряд на електрона и протона се нарича елементарен заряд.

Елементарният заряд е минималният заряд, който имат всички заредени елементарни частици. Електрическият заряд на протона е равен по абсолютна стойност на заряда на електрона:

e = 1,6021892(46) * 10-19 С

Големината на всеки заряд е кратна по абсолютна стойност на елементарния заряд, т.е. заряда на електрона. Електрон в превод от гръцки електрон - кехлибар, протон - от гръцки protos - първи, неутрон от латински neutrum - нито едното, нито другото.

Прости експерименти върху наелектризирането на различни тела илюстрират следните точки.

1. Има два вида заряди: положителни (+) и отрицателни (-). Положителен заряд възниква, когато стъклото се трие в кожа или коприна, а отрицателен заряд възниква, когато кехлибар (или ебонит) се трие в вълна.

2. Такси (или заредени тела) взаимодействат помежду си. Същите таксиотблъснете и за разлика от такситеса привлечени.

3. Състоянието на наелектризиране може да се прехвърля от едно тяло на друго, което е свързано с прехвърлянето на електрически заряд. В този случай към тялото може да се пренесе по-голям или по-малък заряд, т.е. зарядът има величина. При наелектризиране чрез триене и двете тела придобиват заряд, като едното е положително, а другото отрицателно. Трябва да се подчертае, че абсолютните стойности на зарядите на телата, наелектризирани чрез триене, са равни, което се потвърждава от многобройни измервания на заряди с помощта на електрометри.

След откриването на електрона и изследването на структурата на атома стана възможно да се обясни защо телата се наелектризират (т.е. зареждат) по време на триене. Както знаете, всички вещества се състоят от атоми; атомите от своя страна се състоят от елементарни частици – отрицателно заредени електрони, положително заредени протонии неутрални частици - неутрони. Електроните и протоните са носители на елементарни (минимални) електрически заряди.

Елементарен електрически заряд ( д) - това е най-малкият електрически заряд, положителен или отрицателен, равен на стойността на заряда на електрона:

e = 1.6021892(46) 10 -19 С.

Има много заредени елементарни частици и почти всички имат заряд +eили -е, обаче, тези частици са много краткотрайни. Те живеят по-малко от една милионна от секундата. Само електроните и протоните съществуват в свободно състояние за неопределено време.

Протоните и неутроните (нуклоните) съставляват положително зареденото ядро на атома, около което се въртят отрицателно заредени електрони, чийто брой е равен на броя на протоните, така че атомът като цяло е електроцентрала.

При нормални условия телата, състоящи се от атоми (или молекули), са електрически неутрални. По време на процеса на триене обаче някои от електроните, които са напуснали своите атоми, могат да се преместят от едно тяло в друго. Движенията на електроните не надвишават междуатомните разстояния. Но ако телата се разделят след триене, те ще се окажат заредени; тялото, което се отказа от част от своите електрони, ще бъде заредено положително, а тялото, което ги е придобило, ще бъде заредено отрицателно.

И така, телата се наелектризират, тоест получават електрически заряд, когато губят или получават електрони. В някои случаи наелектризирането се причинява от движението на йони. В този случай не възникват нови електрически заряди. Има само разделение на съществуващите заряди между наелектризиращите тела: част от отрицателните заряди преминава от едно тяло към друго.

Определяне на таксата.

Трябва специално да се подчертае, че зарядът е неразделно свойство на частицата. Възможно е да си представим частица без заряд, но е невъзможно да си представим заряд без частица.

Заредените частици се проявяват в привличане (противоположни заряди) или отблъскване (като заряди) със сили, които са много порядъци по-големи от гравитационните сили. По този начин силата на електрическо привличане на електрона към ядрото във водороден атом е 10 39 пъти по-голяма от силата на гравитационното привличане на тези частици. Взаимодействието между заредените частици се нарича електромагнитно взаимодействие, а електрическият заряд определя интензивността на електромагнитните взаимодействия.

В съвременната физика зарядът се определя по следния начин:

Електрически заряд- това е физическо количество, което е източник на електрическо поле, чрез което се осъществява взаимодействието на частиците със заряд.

Електрически заряд– физическа величина, характеризираща способността на телата да влизат в електромагнитни взаимодействия. Измерено в кулони.

Елементарен електрически заряд– минималният заряд, който имат елементарните частици (заряд на протона и електрона).

Тялото има заряд, означава, че има допълнителни или липсващи електрони. Тази такса е обозначена р=не. (равен е на броя на елементарните заряди).

Електризирайте тялото– създават излишък и дефицит на електрони. Методи: наелектризиране чрез триенеИ електрификация чрез контакт.

Точкова зора d е зарядът на тялото, което може да се приеме за материална точка.

Пробно зареждане() – точка, малък заряд, винаги положителен – използва се за изследване на електрическото поле.

Закон за запазване на заряда:в изолирана система алгебричната сума на зарядите на всички тела остава постоянна за всяко взаимодействие на тези тела едно с друго.

Закон на Кулон:силите на взаимодействие между два точкови заряда са пропорционални на произведението на тези заряди, обратно пропорционални на квадрата на разстоянието между тях, зависят от свойствата на средата и са насочени по правата линия, свързваща техните центрове.

, Където

F/m, Cl 2 /nm 2 – диелектрик. бърз. вакуум

- отнася се. диелектрична константа (>1)

- абсолютна диелектрична пропускливост. заобикаляща среда

Електрическо поле– материална среда, чрез която се осъществява взаимодействието на електрическите заряди.

Свойства на електрическото поле:

Характеристики на електрическото поле:

напрежение(д) е векторна величина, равна на силата, действаща върху единичен тестов заряд, поставен в дадена точка.

Измерено в N/C.

Посока– същата като тази на действащата сила.

Напрежението не зависинито от силата, нито от размера на пробния заряд.

Суперпозиция на електрически полета: напрегнатостта на полето, създадено от няколко заряда, е равна на векторната сума на напрегнатостта на полето на всеки заряд:

ГрафичноЕлектронното поле е представено с помощта на линии на напрежение.

Линия на напрежение– права, чиято допирателна във всяка точка съвпада с посоката на вектора на опън.

Свойства на опънатите линии: не се пресичат, през всяка точка може да се прекара само една права; те не са затворени, оставят положителен заряд и влизат в отрицателен или се разсейват в безкрайност.

Видове полета:

Еднородно електрическо поле– поле, чийто вектор на интензитет във всяка точка е еднакъв по големина и посока.

Нееднородно електрическо поле– поле, чийто вектор на интензитет във всяка точка е различен по големина и посока.

Постоянно електрическо поле– векторът на опън не се променя.

Променливо електрическо поле– векторът на напрежението се променя.

Работа, извършена от електрическо поле за преместване на заряд.

, където F е сила, S е изместване, - ъгъл между F и S.

За еднородно поле: силата е постоянна.

Работата не зависи от формата на траекторията; извършената работа за движение по затворен път е нула.

За нееднородно поле:

Потенциал на електрическото поле– съотношението на работата, извършена от полето, преместващо пробен електрически заряд до безкрайност, към големината на този заряд.

-потенциал– енергийна характеристика на полето. Измерено във волтове

Потенциална разлика:

, Че

, Средства

-потенциален градиент.

За равномерно поле: потенциална разлика – волтаж:

. Измерва се във волтове, уредите са волтметри.

Електрически капацитет– способността на телата да натрупват електрически заряд; съотношението на заряда към потенциала, което винаги е постоянно за даден проводник.

Не зависи от заряда и не зависи от потенциала. Но това зависи от размера и формата на проводника; върху диелектричните свойства на средата.

, където r е размерът,

- пропускливост на околната среда около тялото.

Електрическият капацитет се увеличава, ако наблизо има някакви тела - проводници или диелектрици.

Кондензатор– устройство за натрупване на заряд. Електрически капацитет:

Плосък кондензатор– две метални пластини с диелектрик между тях. Електрически капацитет на плосък кондензатор:

, където S е площта на плочите, d е разстоянието между плочите.

Енергия на зареден кондензаторравна на работата, извършена от електрическото поле при прехвърляне на заряд от една плоча към друга.

Прехвърляне на малки такси

, напрежението ще се промени на

, работата е свършена

. защото

и C = const,

. Тогава

. Нека интегрираме:

Енергия на електрическото поле:

, където V=Sl е обемът, зает от електрическото поле

За нееднородно поле:

Обемна плътност на електрическото поле:

. Измерено в J/m 3.

Електрически дипол– система, състояща се от два равни, но противоположни по знак точкови електрически заряди, разположени на известно разстояние един от друг (диполно рамо -l).

Основната характеристика на дипола е диполен момент– вектор, равен на произведението на заряда и рамото на дипола, насочен от отрицателния заряд към положителния. Определен

. Измерено в кулонови метри.

Дипол в еднородно електрическо поле.

Върху всеки заряд на дипола действат следните сили:

. Тези сили са противоположно насочени и създават момент на двойка сили - въртящ момент:, където

M – въртящ момент F – сили, действащи върху дипола

d – рамо на прага – рамо на дипол

p – диполен момент E – напрежение

- ъгъл между p Eq – заряд

Под въздействието на въртящ момент, диполът ще се завърти и ще се изравни в посоката на линиите на напрежение. Векторите p и E ще бъдат успоредни и еднопосочни.

Дипол в нееднородно електрическо поле.

Има въртящ момент, което означава, че диполът ще се върти. Но силите ще бъдат неравномерни и диполът ще се премести там, където силата е по-голяма.

-градиент на напрежение. Колкото по-висок е градиентът на опън, толкова по-голяма е страничната сила, която дърпа дипола. Диполът е ориентиран по протежение на силовите линии.

Диполно собствено поле.

Но. Тогава:

Нека диполът е в точка О и рамото му е малко. Тогава:

Формулата е получена, като се вземат предвид:

По този начин потенциалната разлика зависи от синуса на полуъгъла, при който са видими диполните точки, и проекцията на диполния момент върху правата линия, свързваща тези точки.

Диелектрици в електрическо поле.

Диелектрик- вещество, което няма свободни заряди и следователно не провежда електрически ток. Всъщност обаче проводимостта съществува, но е незначителна.

Диелектрични класове:

с полярни молекули (вода, нитробензен): молекулите не са симетрични, центровете на масата на положителните и отрицателните заряди не съвпадат, което означава, че те имат диполен момент дори в случай, че няма електрическо поле.

с неполярни молекули (водород, кислород): молекулите са симетрични, центровете на масата на положителните и отрицателните заряди съвпадат, което означава, че те нямат диполен момент при липса на електрическо поле.

кристален (натриев хлорид): комбинация от две подрешетки, едната от които е положително заредена, а другата отрицателно заредена; при липса на електрическо поле общият диполен момент е нула.

Поляризация– процесът на пространствено разделяне на зарядите, появата на свързани заряди на повърхността на диелектрика, което води до отслабване на полето вътре в диелектрика.

Методи на поляризация:

Метод 1 – електрохимична поляризация:

На електродите – движение на катиони и аниони към тях, неутрализиране на веществата; образуват се зони с положителни и отрицателни заряди. Токът постепенно намалява. Скоростта на установяване на неутрализационния механизъм се характеризира с времето на релаксация - това е времето, през което поляризационната едс нараства от 0 до максимум от момента на прилагане на полето. = 10 -3 -10 -2 s.

Метод 2 – ориентационна поляризация:

На повърхността на диелектрика се образуват некомпенсирани полярни, т.е. възниква явлението поляризация. Напрежението вътре в диелектрика е по-малко от външното напрежение. Време за релаксация: = 10 -13 -10 -7 s. Честота 10 MHz.

Метод 3 – електронна поляризация:

Характеристика на неполярните молекули, които се превръщат в диполи. Време за релаксация: = 10 -16 -10 -14 s. Честота 10 8 MHz.

Метод 4 – йонна поляризация:

Две решетки (Na и Cl) са изместени една спрямо друга.

Време за релаксация:

Метод 5 – микроструктурна поляризация:

Характерно за биологичните структури, когато се редуват заредени и незаредени слоеве. Има преразпределение на йони върху полупропускливи или йононепропускливи прегради.

Време за релаксация: =10 -8 -10 -3 s. Честота 1KHz

Числени характеристики на степента на поляризация:

Електричество– това е подреденото движение на свободните заряди в материя или във вакуум.

Условия за съществуване на електрически ток:

наличие на безплатни такси

наличието на електрическо поле, т.е. сили, действащи върху тези заряди

Текуща сила– стойност, равна на заряда, който преминава през всяко напречно сечение на проводник за единица време (1 секунда)

Измерва се в ампери.

n – концентрация на заряда

q – стойност на заряда

S - площта на напречното сечение на проводника

- скорост на насочено движение на частиците.

Скоростта на движение на заредените частици в електрическо поле е малка - 7 * 10 -5 m / s, скоростта на разпространение на електрическото поле е 3 * 10 8 m / s.

Плътност на тока– количеството заряд, преминаващо през напречно сечение от 1 m2 за 1 секунда.

. Измерва се в A/m2.

- силата, действаща върху йона от електрическото поле, е равна на силата на триене

- подвижност на йони

- скорост на насочено движение на йони = подвижност, напрегнатост на полето

Колкото по-голяма е концентрацията на йони, техният заряд и подвижност, толкова по-голяма е специфичната проводимост на електролита. С повишаване на температурата подвижността на йоните се увеличава и електрическата проводимост се увеличава.

Въз основа на наблюдения върху взаимодействието на електрически заредени тела, американският физик Бенджамин Франклин нарече някои тела положително заредени, а други отрицателно заредени. Съответно на това и електрически зарядиНаречен положителенИ отрицателен.

Тела с еднакви заряди се отблъскват. Телата с противоположни заряди се привличат.

Тези имена на заряди са доста конвенционални и единственото им значение е, че телата с електрически заряди могат или да привличат, или да отблъскват.

Знакът на електрическия заряд на тялото се определя чрез взаимодействие с конвенционалния стандарт на знака на заряда.

Зареждането на ебонитна пръчка, натрита с козина, беше взето като един от тези стандарти. Смята се, че ебонитовата пръчка, след като се натрие с козина, винаги има отрицателен заряд.

Ако е необходимо да се определи какъв е знакът на заряда на дадено тяло, то се довежда до ебонитна пръчка, натрива се с козина, фиксира се в лека суспензия и се наблюдава взаимодействието. Ако пръчката се отблъсне, тогава тялото има отрицателен заряд.

След откриването и изследването на елементарните частици се оказа, че отрицателен зарядвинаги има елементарна частица - електрон.

Електрон (от гръцки - кехлибар) - стабилна елементарна частица с отрицателен електрически зарядe = 1,6021892(46) . 10 -19 С, маса на почивкаm e =9,1095. 10 -19 кг. Открит през 1897 г. от английския физик Дж. Дж. Томсън.

За стандарт на положителен заряд беше взет зарядът на стъклена пръчка, натрита с естествена коприна. Ако пръчка се отблъсне от електрифицирано тяло, тогава това тяло има положителен заряд.

Положителен зарядвинаги има протон,който е част от атомното ядро. Материал от сайта

Използвайки горните правила, за да определите знака на заряда на тялото, трябва да запомните, че той зависи от веществото на взаимодействащите тела. Така една ебонитова пръчка може да има положителен заряд, ако се търка с кърпа от синтетични материали. Стъклена пръчка ще има отрицателен заряд, ако се натрие с козина. Ето защо, ако планирате да получите отрицателен заряд върху ебонитова пръчка, определено трябва да я използвате, когато я търкате с кожа или вълнен плат. Същото важи и за наелектризирането на стъклена пръчка, която се натрива с плат от естествена коприна, за да се получи положителен заряд. Само електронът и протонът винаги и недвусмислено имат съответно отрицателен и положителен заряд.

Тази страница съдържа материали по теми.

С помощта на стъклена пръчка, натрита върху коприна, зареждаме лека гилза, окачена на копринена нишка, и донасяме до нея парче восък, зареден чрез триене върху вълната. Втулката ще бъде привлечена от уплътнителния восък (фиг. 7). Видяхме обаче (§1), че същата висяща гилза се отблъсква от стъклото, което я е заредило. Това показва, че зарядите, възникващи върху стъклото и восъка, се различават по качество.

Ориз. 7. Хартиена втулка, заредена от стъкло, се привлича от електрифициран восък за запечатване.

Следващият опит показва това още по-ясно. Нека заредим два еднакви електроскопа с помощта на стъклена пръчка и да свържем пръчките им с метална жица, като хванем последната за изолиращата дръжка. Ако електроскопите са напълно идентични, тогава след свързването отклоненията на листата им стават равни, което показва, че общият заряд е разпределен по равно между двата електроскопа. Нека сега заредим един от електроскопите с помощта на стъкло, а другият с помощта на запечатващ восък, и освен това, така че отклоненията на техните листа да станат равни, и да ги свържем отново (фиг. 8). И двата електроскопа ще бъдат незаредени, което означава, че зарядите на стъклото и зарядите на восъка, взети в равни количества, се неутрализират или компенсират взаимно.

Ориз. 8. Два еднакви електроскопа, заредени с противоположни заряди и свързани с проводник, се разреждат; равни противоположни заряди не произвеждат заряд, когато се комбинират

Ако бяхме използвали други заредени тела в тези експерименти, щяхме да открием, че някои от тях действат като заредено стъкло, т.е. те се отблъскват от зарядите на стъклото и се привличат от зарядите на запечатващия восък, а някои действат като заредено запечатване восък, т.е. те се привличат от зарядите на стъклото и се отблъскват от зарядите на запечатващия восък. Въпреки изобилието от различни вещества в природата, има само два различни вида електрически заряди.

Виждаме, че зарядите на стъклото и восъка могат да се компенсират взаимно. Но количествата, които при добавяне се намаляват взаимно, обикновено се приписват различни знаци.

Затова се съгласихме да присвоим знаци на електрическите заряди, разделяйки зарядите на положителни и отрицателни (фиг. 8).

Положително заредените тела са тези, които действат върху други заредени тела по същия начин като стъклото, наелектризирано от триене върху коприна. Телата, които действат по същия начин като восъка за запечатване, наелектризирани от триене върху вълна, се наричат отрицателно заредени. От описаните по-горе експерименти следва, че еднаквите заряди се отблъскват, за разлика от зарядите се привличат).

4.1. Електроскоп, зареден с восъчна пръчка, се докосва със заредено стъкло. Как ще се промени отклонението на листовете?

4.2. Когато месингова пръчка, държана в ръка, се търка в коприна, последната не се наелектризира. Ако обаче този експеримент се извърши чрез изолиране на пръчката от ръката, например чрез увиване в гума, върху нея ще възникнат заряди. Обяснете разликата в резултатите в тези два експеримента.

4.3. Как с горелка под ръка можете да премахнете електрически заряди от диелектрик, например от наелектризирана стъклена пръчка?

4.4. Застанете върху дървена дъска, поставена върху четири изолационни опори, като здрави стъклени стъкла, вземете парче козина в ръката си и започнете да удряте козината върху дървената маса. Вашият другар може да извлече искра от тялото ви, като вдигне ръка към него. Обяснете какво се случва.

4.5. Как можем да докажем експериментално, че коприната, когато се търка в стъкло, се наелектризира и освен това отрицателно?

2. Ин и Ян частици. маса и антимаса. положителен и отрицателен заряд. материя и антиматерия

1. Ин и Ян частици.

1) Ин частици – абсорбиращи етер– образуват полето на привличане в етерното поле на Вселената.

Етерът на етерното поле се стреми да се придвижи към такава частица в съответствие с 1-вия принцип на Закона за силите - „Природата ненавижда вакуума“. Този ефирен поток, движещ се към частицата, е Поле на привличане.

Всяка частица, която абсорбира етер, абсорбира строго определено количество етер за единица време. Поради факта, че етерът на етерното поле е еднакъв навсякъде, няма уплътнения или разреждания, можем да говорим за скоростта на усвояване на етера. Степента на абсорбция ще покаже точно количеството етер, абсорбирано от частицата за единица време.

2) Ян частици – излъчващи етер– образуват Полето на отблъскване в етерното поле на Вселената.

Етерът на етерното поле се стреми да се отдалечи от такава частица в съответствие с 2-рия принцип на Закона за действие на силите - „Природата не търпи излишък“. Този ефирен поток, който се отдалечава от частицата, е Поле на отблъскване.

Всяка частица, излъчваща етер, излъчва строго определено количество етер за единица време. Скоростта на излъчване на етер показва количеството етер, излъчено от частица за единица време.

2. Маса – антимаса.

Сега нека направим паралел между физическото количество, което съществува в науката, масата, и понятията, често използвани в тази книга – полето на привличането и полето на отблъскването.

Частици с привличащи полета (Ин частици)отговорен за процеса земно притегляне– т.е. привличането на други частици към тях. Полето на привличане е това, което е тегло.

Частици с полета на отблъскване (Ян частици)са отговорни за процеса анти-гравитация(все още не са признати от официалната наука) - тоест процесът на отблъскване на други частици от тях. В науката все още няма съответствие с концепцията за полето на отблъскване, следователно то ще трябва да бъде създадено. По този начин полето на отблъскване е антимаса.

3. Електричен заряд – положителен и отрицателен.

Мисля, че не съм единственият, който искаше и все още иска да комбинира формула, която описва гравитационното взаимодействие на телата ( Закон за гравитацията), с формула, посветена на взаимодействието на електрически заряди ( Закон на Кулон). Така че нека го направим!

Необходимо е да поставите знак за равенство между понятията теглоИ положителен заряд, както и между понятията антимасаИ отрицателен заряд.

Положителен заряд (или маса) характеризира ин частиците (с привличащи полета) - т.е., абсорбиращи етер от околното етерно поле.

А отрицателният заряд (или антимаса) характеризира частиците Ян (с полета на отблъскване) - т.е. излъчващи етер в околното етерно поле.

Строго погледнато, масата (или положителният заряд), както и антимасата (или отрицателният заряд) ни показват, че дадена частица абсорбира (или излъчва) Етер.

Що се отнася до позицията на електродинамиката, че има отблъскване на заряди с един и същи знак (както отрицателни, така и положителни) и привличане на заряди с различни знаци един към друг, то не е съвсем точно. И причината за това е не съвсем правилната интерпретация на експериментите с електромагнетизма.

Частиците с привличащи полета (положително заредени) никога няма да се отблъскват една друга. Те просто привличат. Но частиците с полета на отблъскване (отрицателно заредени) наистина винаги ще се отблъскват една друга (включително от отрицателния полюс на магнита).

Частици с привличащи полета (положително заредени) привличат всякакви частици към себе си: както отрицателно заредени (с отблъскващи полета), така и положително заредени (с привличащи полета). Ако обаче и двете частици имат привличащо поле, тогава тази, чието привличащо поле е по-голямо, ще измести другата частица към себе си в по-голяма степен, отколкото частицата с по-малко привличащо поле.

4. Материя – антиматерия.

Във физиката материяТе наричат тела, както и химичните елементи, от които са изградени тези тела, а също и елементарни частици. Като цяло може да се счита за приблизително правилно използването на термина по този начин. След всичко материя, от езотерична гледна точка това са силови центрове, сфери от елементарни частици. Химическите елементи са изградени от елементарни частици, а телата – от химични елементи. Но в крайна сметка се оказва, че всичко се състои от елементарни частици. Но ако трябва да сме точни, около нас виждаме не Материя, а Души – тоест елементарни частици. Елементарната частица, за разлика от силовия център (т.е. Душата, за разлика от Материята), е надарена с качество - Етерът се създава и изчезва в нея.

Концепция веществоможе да се счита за синоним на понятието материя, използвано във физиката. Субстанцията е в буквалния смисъл това, от което са направени нещата около човека - тоест химичните елементи и техните съединения. А химичните елементи, както вече беше посочено, се състоят от елементарни частици.

За субстанция и материя в науката има антонимни понятия - антиматерияИ антиматерия, които са синоними помежду си.

Учените признават съществуването на антиматерия. Въпреки това, това, което те смятат за антиматерия, всъщност не е антиматерия. Всъщност антиматерията винаги е била под ръка в науката и е косвено открита преди много време, откакто започнаха експериментите с електромагнетизма. И ние можем постоянно да усещаме проявите на неговото съществуване в света около нас. Антиматерията е възникнала във Вселената заедно с материята в момента, в който са се появили елементарните частици (Душите). вещество– това са ин частици (т.е. частици с привличащи полета). Антиматерия(антиматерия) са Ян частици (частици с полета на отблъскване).

Свойствата на частиците Ин и Ян са директно противоположни и затова те са идеални за ролята на търсената материя и антиматерия.

От книгата Постепенно пробуждане от Левин Стивън

15. Неща за ума Думата „ум“ се използва по много различни начини. Основното му значение е механизмът на възприятието. Когато говорим за „ум“, обикновено имаме предвид мислещия, рационален ум, умът, който говори сам, умът „аз съм“, умът като този. Въпреки това, този ум представлява

От книгата Медитация и живот автор Чинамаянанда йоги

От книгата Тайните на Вселената автор Демин Валери Никитич

МАТЕРИЯТА, СКРИТА В ПРОСТРАНСТВОТО От съдържанието на тази книга става съвсем ясно за читателя, че няма място във Вселената (дори точка!), където материята да отсъства. Дори и да не се наблюдават небесни обекти в космоса, това изобщо не е така

От книгата „Господарят на сънищата. Речник на сънищата. автор Смирнов Терентий Леонидович

МАТЕРИАЛИ (субстанция) 1041. АЛУМИНИЙ - ненадеждност, променливост; “евтини” намерения, обещания.1042. ARMOR - защита.1043. ГРАНИТЪТ е символ на твърдост и непристъпност. Хапането е трудно придобиване на ценни знания.1044. Гориво и смазочни материали (гориво и смазочни материали, бензин, керосин) -

От книгата Аз избирам щастлив живот! Формули за изпълнение на най-съкровените желания автор Тихонова – Айн Снежана

Настройте се на положителен резултат Скъпи жени, опитайте се да не фокусирате вниманието си върху отрицателни примери. Много често „доброжелателите“ говорят за много неуспешни резултати от бременността. Това се случва особено често в болницата, когато съквартирантите

От книгата Матрицата на живота. Как да постигнете това, което искате с помощта на матриците на живота от Angelite

Тайна 7. Настройте се за положителен резултат. Две мишки паднаха в буркан със заквасена сметана. Едната, решавайки, че няма да излезе, се удави. Вторият се мъти дълго време, бърка маслото и се измъква Ако дори малко се съмнявате в положителния резултат от вашите начинания, тогава нямате нищо

От книгата Тайните на човешкия мозък автор Попов Александър

Сценарий първи, отрицателен. Млада жена, доста хубава, майка на две деца, почти никога не е работила никъде, но все някой й помага: роднини, бивш съпруг, редки гаджета... Един ден тя срещна мъж на средна възраст, който имаше собствения си малък бизнес.

От книгата Термодинамика автор Данина Татяна

Сценарий две, положителен Едно момиче беше сладко, тихо дете. Тя можеше да играе с кукли с часове, без да създава проблеми на никого. Роклите на нейните кукли винаги бяха спретнато изгладени и лежаха на рафтовете им с години. И момичето носеше собствените си рокли много внимателно,

От книгата Механика на телата автор Данина Татяна

Дали геният е масата на мозъка или броят на навивките? В продължение на много векове хората се опитват да разгадаят тайната на гения. Ние не само не знаем откъде идва, но често дори не можем да формулираме какво представлява. Според английския поет Колридж,

От книгата Лечебни мисли от всички болести, старост и смърт автор Ситин Георги Николаевич

08. Маса и температура Всеки случай на трансформация на частица и съответно повишаване на нейната температура води до намаляване на големината на силата на привличане, възникваща в нея по отношение на всеки обект, който я привлича, например във връзка с към всеки химикал

От книгата Мисли, които се отърват от лошите навици автор Ситин Георги Николаевич

02. Вещество, тяло, среда Веществото може да се състои от: 1. от свободни елементарни частици с еднакво или различно качество; 2. Или от химически елементи с еднакво или различно качество; 3. Или от химически елементи с еднакво или различно качество и натрупани от тях

От книгата Doctor Words. Голямата тайна книга на славянските лечители автор Тихонов Евгений

Гигантски заряд от жизненост и енергия В мен има гигантски новороден заряд от жизненост за целия даден световен цикъл. От Бог получих гигантски заряд от жизненост за енергичен, радостен живот през целия този световен цикъл. Целият ми живот е пред мен.

От книгата Егрегорите на човешкия свят [Умения за логика и взаимодействие] автор Верищагин Дмитрий Сергеевич

4. Нов заряд от жизненост Господ Бог, в непрекъснат денонощен, целогодишен поток, излива в мен нов гигантски заряд от жизненост за много десетилетия млад, весел, енергичен живот. Изцяло съм изпълнен с нов гигантски заряд от жизненост. в

От книгата на автора

НА ЖИВО - вземете заряд от енергия Този лечител с думи ще ви помогне: получите нов заряд от енергия започнете да мислите и действате активно Приложете го: преди да започнете задача, която изисква пълното ви отдаване, когато изпитвате апатия и безразличие към всичко, което се случва наоколо

От книгата на автора

Егрегориален човек, маса Може би, нека започнем с най-стабилната част от човешката общност. От егрегориалната маса, роля, разсеяна от средностатистически хора, които не са запалени по нищо особено, в почти всяка страна това е мнозинството от населението.

Точкова зора d е зарядът на тялото, което може да се приеме за материална точка.

, Където
F/m, Cl 2 /nm 2 – диелектрик. бърз. вакуум

- отнася се. диелектрична константа (>1)

- абсолютна диелектрична пропускливост. заобикаляща среда

Свойства на електрическото поле:

Характеристики на електрическото поле:

Измерено в N/C.

Посока– същата като тази на действащата сила.

Напрежението не зависинито от силата, нито от размера на пробния заряд.

ГрафичноЕлектронното поле е представено с помощта на линии на напрежение.

Линия на напрежение– права, чиято допирателна във всяка точка съвпада с посоката на вектора на опън.

Видове полета:

Постоянно електрическо поле– векторът на опън не се променя.

Променливо електрическо поле– векторът на напрежението се променя.

Работа, извършена от електрическо поле за преместване на заряд.

, където F е сила, S е изместване, - ъгъл между F и S.

За еднородно поле: силата е постоянна.

Работата не зависи от формата на траекторията; извършената работа за движение по затворен път е нула.

За нееднородно поле:

-потенциал– енергийна характеристика на полето. Измерено във волтове

Потенциална разлика:

Ако
, Че

, Средства

-потенциален градиент.

За равномерно поле: потенциална разлика – волтаж:

. Измерва се във волтове, уредите са волтметри.

, където r е размерът,
- пропускливост на околната среда около тялото.

Електрическият капацитет се увеличава, ако наблизо има някакви тела - проводници или диелектрици.

Кондензатор– устройство за натрупване на заряд. Електрически капацитет:

, където S е площта на плочите, d е разстоянието между плочите.

Прехвърляне на малки такси
, напрежението ще се промени на
, работата е свършена
. защото
и C = const,
. Тогава
. Нека интегрираме:

Енергия на електрическото поле:
, където V=Sl е обемът, зает от електрическото поле

За нееднородно поле:
.

Обемна плътност на електрическото поле:
. Измерено в J/m 3.

Дипол в еднородно електрическо поле.

Върху всеки заряд на дипола действат следните сили:
И
. Тези сили са противоположно насочени и създават момент на двойка сили - въртящ момент:, където

M – въртящ момент F – сили, действащи върху дипола

d – рамо на прага – рамо на дипол

p – диполен момент E – напрежение

- ъгъл между p Eq – заряд

Дипол в нееднородно електрическо поле.

Диполно собствено поле.

Но . Тогава:

Нека диполът е в точка О и рамото му е малко. Тогава:

Формулата е получена, като се вземат предвид:

Диелектрици в електрическо поле.

Диелектрични класове:

Методи на поляризация:

Метод 1 – електрохимична поляризация:

Метод 2 – ориентационна поляризация:

Метод 3 – електронна поляризация:

Метод 4 – йонна поляризация:

Две решетки (Na и Cl) са изместени една спрямо друга.

Време за релаксация:

Метод 5 – микроструктурна поляризация:

Време за релаксация: =10 -8 -10 -3 s. Честота 1KHz

Числени характеристики на степента на поляризация:

Електричество– това е подреденото движение на свободните заряди в материя или във вакуум.

Условия за съществуване на електрически ток:

наличие на безплатни такси

наличието на електрическо поле, т.е. сили, действащи върху тези заряди

Измерва се в ампери.

n – концентрация на заряда

q – стойност на заряда

S - площта на напречното сечение на проводника

- скорост на насочено движение на частиците.

Плътност на тока– количеството заряд, преминаващо през напречно сечение от 1 m2 за 1 секунда.

. Измерва се в A/m2.

- силата, действаща върху йона от електрическото поле, е равна на силата на триене

- подвижност на йони

- скорост на насочено движение на йони = подвижност, напрегнатост на полето

Коментари: 0

Обикновено един атом има еднакъв брой протони и електрони. Когато случаят е такъв, атомът е електрически неутрален, тъй като положително заредените протони са точно балансирани от отрицателно заредените електрони. В някои случаи обаче атомът губи електрическо равновесие поради загуба или улавяне на електрон. Когато един електрон се загуби или улови, атомът вече не е неутрален. Той е положително или отрицателно зареден - в зависимост от загубата или улавянето на електрон. По този начин в атома съществува заряд, когато броят на неговите протони и електрони не съвпада.

При определени условия някои атоми могат да загубят малък брой електрони за кратък период от време. Електроните на атомите на някои вещества, особено металите, могат лесно да бъдат изхвърлени от външните им орбити. Такива електрони се наричат свободни електрони, а материалите, които ги съдържат, се наричат проводници. Когато електроните напуснат атом, той придобива положителен заряд, тъй като отрицателно зареденият електрон се отстранява, нарушавайки електрическия баланс в атома.

Един атом може също толкова лесно да улови допълнителни електрони. В този случай той придобива отрицателен заряд.

По този начин се създава заряд, когато има излишък от електрони или протони в атома. Когато единият атом е зареден, а другият съдържа заряд с противоположен знак, електроните могат да преминават от един атом към друг. Този поток от електрони се нарича електрически ток.

Атом, който е загубил или получил електрон, се счита за нестабилен. Излишните електрони създават отрицателен заряд в него. Липсата на електрони е положителен заряд. Електрическите заряди взаимодействат помежду си по различни начини. Две отрицателно заредени частици се отблъскват една друга, а положително заредените частици също се отблъскват. Два заряда с противоположни знаци се привличат. Законът за електрическите заряди гласи: зарядите с еднакви знаци се отблъскват, а зарядите с противоположни знаци се привличат. 1.2 служи като илюстрация на закона за електрическите заряди.

Всички атоми са склонни да останат неутрални, защото електроните във външните орбити отблъскват други електрони. Много материали обаче могат да придобият положителен или отрицателен заряд поради механични влияния, като например триене. Познатият пукащ звук на ебонитов гребен, движещ се през косата в сух зимен ден, е пример за генериране на електрически заряд чрез триене.