Pole elektrostatyczne i ładunek jednostkowy

W społeczeństwie istnieje stereotyp, wedługktóre można uznać za materię, która nie tylko istnieje, ale także widocznie. To przekonanie jest tylko częściowo prawdziwe. Jednym z żywych przykładów niewidzialnej materii jest pole elektrostatyczne. Pola magnetyczne i elektryczne to szczególny rodzaj. Łatwo to zweryfikować, jeśli weźmiemy pod uwagę pole elektrostatyczne i jego charakterystykę.

W 1785 r. Sz. Coulomba została odkryta i usprawiedliwiła prawo dotyczące siły oddziaływania dwóch ciał punktowych z ładunkami elektrycznymi. Nie wyjaśniono jednak, w jaki sposób przeniesiono wpływ. Przeprowadzono wiele eksperymentów, w szczególności, gdy ładunki były zlokalizowane w próżni. Przestrzegano prawa. To pozwoliło nam założyć, że zwykłe medium pośrednie nie jest potrzebne do przeniesienia mocy. Później Maxwell (na podstawie pracy Faradaya) odkrył pole elektrostatyczne w próżni. Okazało się, że pole zawsze istnieje wokół opłat, niezależnie od rodzaju środowiska i zapewnia ich interakcję.

Ponieważ pole jest materialne, "słucha"Wzory Einsteina rozprzestrzeniają się z prędkością światła. Pole elektrostatyczne otrzymało swoją nazwę ze względu na charakterystyczne dla ładunków stacjonarnych ("statyczne" - odpoczynek, równowaga). Siła znaleziona przez kulomb nazywa się elektrycznym. Opisuje natężenie, z jakim pole działa na wprowadzony do niego ładunek.

Jedna z cech, którePole elektrostatyczne to jego napięcie. Wskazuje stopień interakcji opłat punktowych. Aby studiować, użyj tak zwanej opłaty testowej, której wprowadzenie w polu nie powoduje zniekształcenia tego ostatniego. Zwykle jest to równe 1,6 * 10 mocy potęgi -19. Jeśli napięcie jest oznaczone literą "E", otrzymujemy:

E = F / Q,

gdzie F jest siłą wywieraną na ładunek jednostkowy Q (na przykład test). Zastosowanie prawa Coulomba do obliczeń wymaga uwzględnienia współczynnika przenikalności dielektrycznej ośrodka.

Pole elektrostatyczne wpływa na każdyilość opłat, a więc istnieje złożony system interakcji. Siła systemu może być rozważana z punktu widzenia superpozycji, więc całkowity efekt N-liczby ładunków jest sumą wektorową wszystkich sił pola. Nawiasem mówiąc, pojęcie "linii napięcia" (termin znany ze szkolnego kursu fizyki) powstało z Faradaya, który schematycznie przedstawiał linie pola, w każdym dowolnym punkcie zbieżnym z wektorami natężenia pola elektrostatycznego. Odpowiednio, im więcej takich linii, tym bardziej intensywna siła. W przeciwieństwie do pól elektromagnetycznych, linie napięcia nie są zamknięte w elektrostatyce. Warto również zauważyć, że w metalach (i innych materiałach przewodzących) siła pola jest nieobecna z powodu przeciwnego działania pola nośników o wolnym ładunku w strukturze sieci krystalicznej. W rzeczywistości siły szybko wyrównają się, nie ma prądu, a linie napięcia w takim przewodniku nie mogą przeniknąć.

Oprócz wielkości wektorowych, pole można opisaćwartości skalarne pobierane w każdym punkcie (idealnym przypadku). W przypadku elektrostatyki wartości te charakteryzują potencjał pola. Można powiedzieć, że odpowiada wartości energii potencjalnej dla jednostkowego ładunku dodatniego w dowolnym punkcie pola. W związku z tym jednostką miary jest Volt. Jest on określony przez stosunek energii potencjalnej testu Q ładunku do jego wartości, to znaczy testu W / Q.

Sam potencjał jest równy pracy wykonywanej przez siły pola elektrostatycznego, przenosząc ładunek z jednego punktu do drugiego, nieskończenie daleko.