tansiyon elektrostatik alan. Bir nokta yükünün ve sistemin alan gücü nokta ücretleri. Alanları empoze etme ilkesi.

Elektrik alanı elektrik yükleri veya sadece yüklü cisimler tarafından oluşturulur ve ayrıca hareketli veya sabit olmalarına bakılmaksızın bu nesneler üzerinde hareket eder. Elektrik yüklü cisimler belirli bir referans çerçevesinde hareketsizse, etkileşimleri bir elektrostatik alan aracılığıyla gerçekleştirilir. Bir elektrostatik alandan yüklere (yüklü parçacıklar) etki eden kuvvetlere elektrostatik kuvvetler denir.

nicel karakteristik güç eylemi Elektrik alanı Yüklü parçacıklar ve cisimler üzerinde, elektrik alan şiddeti olarak adlandırılan vektör miktarı E'dir.

q yükünü, q / =+1 birim test yükünün r mesafesine yerleştirildiği elektrik alanının bir "kaynağı" olarak düşünün, yani. alanı oluşturan ücretlerin yeniden dağıtılmasına neden olmayan bir ücret. Ardından, Coulomb yasasına göre, yargılama suçlaması üzerine bir kuvvet harekete geçecek.

Sonuç olarak, elektrostatik alan kuvveti vektörü bu noktada sayısal olarak güce eşit , bir deneme birimi üzerinde hareket eden pozitif yük q / alanın bu noktasına yerleştirilmiş

nerede – yarıçap - bir nokta yükünden alanın araştırılan noktasına çizilen bir vektör. Gerginliğin birimi = / 'dir. Gerilim bir yarıçap boyunca yönlendirilir - yükün bulunduğu noktadan, A noktasına çizilen bir vektör (yük pozitifse yükten uzağa ve yük negatifse yüke doğru).

Bir elektrik alanı, yoğunluk vektörü alanın tüm noktalarında aynıysa, yani homojen olarak adlandırılır. hem modülde hem de yönde çakışır. Bu tür alanlara örnek olarak, düzgün yüklü sonsuz bir düzlemin elektrostatik alanları ve plakalarının kenarlarından uzakta düz bir kapasitör verilebilir. İçin grafik görüntü elektrostatik alan kullanım kuvvet çizgileri ( gerilim hatları) - teğetleri alanın her noktasında yoğunluk vektörünün yönü ile çakışan hayali çizgiler (Şekil 10.4. - düz çizgilerle gösterilir). Çizgilerin yoğunluğu, uzayda belirli bir noktadaki gerilim modülü tarafından belirlenir.

Gerginlik hatları açıktır - pozitif başlar ve negatif yükler ile biter. Kuvvet çizgileri hiçbir yerde kesişmez, çünkü alanın her noktasında yoğunluğu tek bir değere ve belirli bir yöne sahiptir.

İki nokta yükünün elektrik alanını düşünün 1 ve q2 .

Noktadaki alan kuvveti olsun a, yük tarafından yaratıldı 1(ikinci yükü hesaba katmadan) ve - q 2 yükünün alan gücü (ilk yükü hesaba katmadan). Ortaya çıkan alanın gücü (her iki yükün varlığında), vektörlerin eklenmesi kuralı ile bulunabilir (paralelkenar kuralı ile, Şekil 10.5).

Birkaç yükten elektrik alanın gücü elektrostatik alanların süperpozisyon prensibi, buna göre gerilim Yükler sistemi tarafından yaratılan sonuçtaki alanın, her bir yükün ayrı ayrı belirli bir noktada oluşturduğu alan kuvvetlerinin geometrik toplamına eşittir.

Dipol gibi ayrık yükler tarafından oluşturulan alanların hesaplanmasında süperpozisyon ilkesi uygulanır.

Bir elektrik dipol, + Q ve - Q işaret yüklerinde eşit büyüklükte ve zıt iki sistemdir (Şekil 4).

Her iki yükten geçen düz çizgiye dipol ekseni denir. Vektör çizilmiş negatif yük pozitife dipolün omzu denir.

Rastgele bir C noktasında alan gücünün hesaplanması oldukça karmaşıktır. Uygulamada, en sık olarak, dipolün eksenindeki ve eksene dik olan, dipolün merkezine r merkezinden bir mesafede geri yüklenen gücü hesaplamak gerekir.

Dipol ekseni üzerinde bulunan noktalarda veya Güçler E M ve EN N formüllerle belirlenir

eğer , o zaman , nerede - elektrik momenti dipol.

Kendi eksenine dik olan dipolün merkezinden geçen düz bir doğru üzerindeki noktalarda, yoğunluk eşittir. vektör toplamı ve , ve AM = r ve AN = r mesafeleri için, AE M E N ve MAN üçgenlerinin benzerliğinden elde ederiz

Dipol örneği, örneğin polarize bir moleküldür. Elektrik dipollerinin davranışı, daha sonra tartışılacak olan dielektriklerin özelliklerini belirler.

İş bitimi -

Bu konu şunlara aittir:

ELEKTROSTATİK ALAN

Fiziksel ve Kimyasal özellikler atomdan canlı hücreye kadar maddeler büyük ölçüde açıklanmıştır elektrik kuvvetleri Elektrik... Elektrostatik... Örnek Orta e Vakum Hava Gazyağı Su...

Bu konuyla ilgili ek materyale ihtiyacınız varsa veya aradığınızı bulamadıysanız, çalışma veritabanımızdaki aramayı kullanmanızı öneririz:

Alınan malzeme ile ne yapacağız:

Bu materyalin sizin için yararlı olduğu ortaya çıktıysa, sosyal ağlarda sayfanıza kaydedebilirsiniz:

Bu bölümdeki tüm konular:

heterojen zincirler
Elektrik devresi Akımın sürekli akışının dış kuvvetler tarafından sağlandığı, n olarak adlandırılır.

VAKUMDA MANYETİK ALAN
Sabit yüklerin yakınında bir elektrostatik alan oluşur. Yüklerin hareketi (akış elektrik akımı) görünümüne yol açar yeni formÖnemli olmak - manyetik alan. bu bir insan

Manyetik indüksiyon vektörünün dolaşımı
Elektrostatik ile benzerlik yaparak, kapalı bir döngüde vektör sirkülasyonu kavramı tanımlanır.

Düzgün bir manyetik alanda akım olan devre
Ampère yasasını düzgün bir manyetik alanda akım olan dikdörtgen bir devreye uygulayalım. “a” kenarları bir kuvvete maruz kalıyor

Düzgün olmayan bir manyetik alanda akım bulunan devre
Akım taşıyan bir devre düzgün olmayan bir manyetik alandaysa, farklı bölümlerine eşit olmayan kuvvetler etki eder.

Radyal manyetik alanda akım bulunan devre
(37) ve (38) formüllerinden, düzgün bir manyetik alanda, akım taşıyan devreye etki eden torkun maksimum olduğu sonucu çıkar.

Elektrik motorları
Şekil 23'ten, mıknatıs kutuplarının seçilen yönü ve devredeki akımın yönü ile, torkun “bize” yönlendirildiği, yani devreyi saat yönünün tersine çevirme eğiliminde olduğu takip edilir.

Manyetik alanın çalışması
Manyetik alandan akım taşıyan bir iletkene etki eden amper kuvveti onu hareket ettiriyorsa, o

Maddelerin manyetizasyonu
Çeşitli maddeler bir manyetik alanda manyetize olurlar, yani manyetik bir moment kazanırlar ve kendileri manyetik alan kaynakları haline gelirler. Ortamda oluşan manyetik alan, alanların toplamıdır,

Dia-, para- ve ferromagnetler ve uygulamaları.
Bir atomun manyetik momenti birkaç bileşen içerir, burada

Diamagnetler
Bazı atomlar (Cu, Au, Zn, vb.) elektron kabukları yörünge ve spin momentlerinin karşılıklı olarak dengelendiği ve genel olarak atomun manyetik momentinin n'ye eşit olduğu bir yapıya sahiptir.

Paramagnetler
Al, Mn, Os vb. gibi maddelerin atomlarının telafi edilmemiş bir toplam yörünge momenti vardır, yani harici bir alanın yokluğunda kendi manyetik momentleri vardır. termal

Ferromıknatıslar ve uygulamaları
Manyetik geçirgenliği yüzlerce hatta milyonlarca birime ulaşan maddeler izole edilir.

ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON
Merkezde modern yol elektrik üretimi yalanları fiziksel fenomen elektromanyetik indüksiyon 1831'de Faraday tarafından keşfedildi. Modern enerji giderek

Elektromanyetik indüksiyon olgusu
Elektromanyetik indüksiyonun özünü ve bu fenomene yol açan ilkeleri düşünün. İletken 1-2'nin bir manyetik alanda bir hızla hareket ettiğini varsayalım.

Elektrik jeneratörü
Faraday yasası, doğanın temel yasalarına atıfta bulunur ve enerjinin korunumu yasasının bir sonucudur. Mühendislikte, özellikle jeneratörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ana saat

kendi kendine indüksiyon
Elektromanyetik indüksiyon olgusu, devreye giren manyetik akı değiştiğinde her durumda gözlenir. Özellikle manyetik akı, devrenin kendisinde akan akım tarafından da oluşturulur. şair

Endüktanslı devrelerde geçici süreçler
Endüktans içeren bir devre düşünün ve aktif direnç(Şekil 44). İlk durumda, S anahtarı nötr konumdaydı. t zamanında olsun

Karşılıklı indüksiyon. trafo
Karşılıklı indüksiyon fenomeni özel durum elektromanyetik indüksiyon fenomeni. İki at koyalım

MAXWELL DENKLEMLERİ
19. yüzyılın ortalarında, elektrik ve manyetizma üzerine çok sayıda deneysel gerçek birikmişti. Buna paha biçilmez bir katkı, başarısını taçlandıran M. Faraday tarafından yapılmıştır.

Manyetik alan enerjisi
Manyetik alanın enerjisini hesaplayalım. Bunu yapmak için, endüktanslı bir devrede akım kaynağının çalışmasını hesaplıyoruz. Ohm yasasına göre böyle bir devrede akım kurulduğunda, elimizde iR = ε olur.

girdap elektrik alanı
Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, bir manyetik alanda hareket eden bir devrede, değişim hızıyla orantılı bir emk ortaya çıkar. manyetik akı e'de

önyargı akımı
J. Maxwell'in doğrudan hipotezine göre, değişen bir manyetik alan, alternatif bir elektrik alanı üretir. Maxwell'in ters hipotezi, değişken elektrik

Maxwell denklemleri
1860-65'te. Maxwell birlik teorisini geliştirdi elektromanyetik alan Maxwell denklemleri sistemi tarafından açıklanan

Test şarjı ile ölçüldü q is. Test yükünün değeri iki katına çıkarsa gerilim modülü nasıl değişecek?

#Değişmeyecek #2 kat artır #2 kat azalt #4 kat artır

Görev 2. Karmaşıklık 1

Bir nokta yükün yarattığı elektrik alanın gücü, ondan uzaklık iki katına çıktığında nasıl değişecek?

#Değişmeyecek #2 kat azalt #4 kat azalt #16 kat azalt

Görev 3. Karmaşıklık 1

Aşağıdaki formüllerden hangisi elektrik alan şiddetinin tanımıdır?

;

#Her iki formül #Yalnızca birinci #Yalnızca ikinci #Hiçbiri

Görev 4. Karmaşıklık 1

İki benzer yükün oluşturduğu elektrik alan şiddeti vektörüne sahip O noktasındaki yön nedir?

#sol sağ yukarı aşağı

Görev 5. Karmaşıklık 2

M onun mesafesinden r d dipolün yükleri arasındaki mesafeden çok daha küçük olduğu kabul edilir. r diyeceğim şey şu ki M.

#E M~1/ r 4 #E M~1/ r 3 . #E M~1/ r 2 . #E M~1/ r. #Tansiyon E M bağlı değil r

Görev 6. Karmaşıklık 2

Bir noktadaki alan gücü nasıl M uzaktan r dipolün merkezine (bkz. Şekil)? Mesafe d dipolün yükleri arasındaki mesafeden çok daha azdır r.

#E M~1/ r 4 #E M~1/ r 3 . #E M~1/ r 2 . #E M~1/ r. #Tansiyon E M bağlı değil r

Görev 7. Karmaşıklık 2

Sonsuz düzgün yüklü bir düzlemin elektrik alan gücü, mesafeye nasıl bağlıdır? R uçağa mı?

#E ~ 1/r 3 . #E ~ 1/r 2 . #E ~ 1/r. #Gerginlik uçağa olan mesafeye bağlı değildir

Görev 8. Karmaşıklık 2

nokta şarjı +q +q kürenin dışında, daha sonra elektrostatik alan kuvveti vektörünün yüzeyden akışı ...

Görev 9. Karmaşıklık 2

nokta şarjı +q küresel bir yüzeyin merkezindedir. Küresel yüzeyin yarıçapını arttırırsak, elektrostatik alan kuvveti vektörünün yüzeyden akışı ...

# değişmez # artar # azalır

Problem 10. Karmaşıklık 2

nokta şarjı +q küresel bir yüzeyin merkezindedir. Küresel yüzeyin yarıçapını azaltırsak, elektrostatik alan kuvveti vektörünün yüzeyden akışı ...

# değişmez # artar # azalır

Problem 11. Karmaşıklık 2

Küresel bir yüzeyin merkezinde bir nokta yükü +q var. Yük, kürenin merkezinden yer değiştirirse, onu içinde bırakırsa, elektrostatik alan kuvveti vektörünün yüzeyden akışı ...

# değişmez # artar # azalır

Problem 12. Karmaşıklık 2

nokta şarjı +q küresel bir yüzeyin merkezindedir. bir ücret eklerseniz +q

# artacak # azalacak # değişmeyecek

Problem 13. Karmaşıklık 2

nokta şarjı +q küresel bir yüzeyin merkezindedir. bir ücret eklerseniz -q kürenin içinde, daha sonra elektrostatik alan kuvveti vektörünün yüzeyden akışı ...

# azalacak # artacak # değişmeyecek

Problem 14. Karmaşıklık 1

Düz bir kapasitörün içindeki düzgün bir elektrik alanının yoğunluğunun modülü ... eğer plakalarındaki voltaj 10 V ise ve plakalar arasındaki mesafe 5 mm ise?

#2000; #2; #0,5; #50.

Problem 15. Karmaşıklık 2

Vakumda bulunan, her biri 3 μC'lik iki özdeş nokta yükü arasındaki etkileşim kuvvetinin modülü 100 mN'dir. O zaman aradaki mesafe ... .

#0,9; #0,81; #81; #90.

Problem 16. Karmaşıklık 1

İTİBAREN eşittir a İTİBAREN Yönelmiş...

Problem 17. Karmaşıklık 1

Elektrik alanı, aynı büyüklükteki nokta yükler tarafından oluşturulur ve . Eğer bir q 1 = - q, q 2 = + q, ve yükler arasındaki ve noktadan noktaya olan mesafe İTİBAREN eşittir a, sonra noktadaki alan kuvveti vektörü İTİBAREN Yönelmiş...

Problem 18. Karmaşıklık 2

sıfır vasıtasıyla…

#yüzey ; #yüzeyler ; #yüzey ; #yüzey .

Problem 19. Karmaşıklık 2

Vakum ve kapalı yüzeylerde bir nokta yük sistemi verilmiştir. Elektrostatik alan kuvveti vektör akısı sıfır yüzeyler arasında...

#yüzey #yüzey #yüzey .

Cevap: 2.3.

Problem 20. Karmaşıklık 1

40 cm yarıçaplı iletken bir küre üzerinde 0.1 μC'lik bir yük vardır. Kürenin yüzeyinden 0,6 m mesafede elektrik alan kuvvetinin modülü ....

#300; #600; #900; #1200.

Problem 21. Karmaşıklık 1

Alan gücü 315 V/m olacak şekilde düz bir kapasitör şarj edildi ve akım kaynağından ayrıldı. Bunun bir plakasının yakınındaki alan gücü modülü kapasitör eşittir ... diğer plaka çıkarılırsa.

#0; #157,5; #315; #630.

Problem 22. Karmaşıklık 1

Elektrik alanı, aynı büyüklükteki q 1 ve q 2 nokta yükleri tarafından oluşturulur.

Eğer bir , ve yükler arasındaki ve yüklerden C noktasına olan mesafe aynıdır, o zaman C noktasındaki alan kuvveti vektörü yöne yönlendirilir ...

Problem 23. Karmaşıklık 2

Hangi grafiğin elektrostatik alan kuvvetinin bağımlılığını doğru bir şekilde gösterdiğini belirtin E uzaktan r düzgün yüklü bir merkez arasında iletken yarıçaplı küreler R ve gerilimin belirlendiği nokta.

# # # #

Problem 24. Karmaşıklık 2

Elektrik alanı, yüzey yoğunlukları ile yüklü iki sonsuz paralel düzlem tarafından yaratılır ve alan kuvvetinin izdüşümünün koordinata niteliksel bağımlılığı X plakaların dışında ve plakalar arasında grafiği yansıtır...

# # # #

Problem 25. Karmaşıklık 1

Katı bir elektrik dipolü, düzgün bir elektrostatik alandadır.

Dipol üzerine etki eden kuvvetlerin momenti yönlendirilir ...

#gerilim vektörü boyunca #bizden uzağa #gerilim vektörüne karşı #bize doğru

Problem 26. Karmaşıklık 2

Elektrostatik alan kuvveti vektörünün kapalı bir yüzeyden akışı S eşittir...

Problem 27. Karmaşıklık 2

Problem 28. Karmaşıklık 2

Şekil, ücret sisteminin eş potansiyel çizgilerini ve üzerlerindeki potansiyel değerleri göstermektedir. A noktasındaki elektrik alan şiddeti vektörü ... yönünde yönlendirilir.

Problem 29. Karmaşıklık 1

Hattın hangi alanında bağlantı noktası ücretleri + q ve 2 q, alan gücünün sıfır olduğu bir nokta var mı?

Problem 30. Karmaşıklık 1

Bir eşkenar üçgenin merkezinde aynı büyüklükteki nokta yükleri tarafından oluşturulan ortaya çıkan elektrostatik alanın yoğunluk vektörü, yöne sahiptir ...

Problem 31. Karmaşıklık 2

Nokta yükler tarafından oluşturulan elektrostatik alanın gücü 2 q ve - q noktada sıfır olabilir...

Sorun 32. Karmaşıklık 2

Düzgün yüklü küresel bir yarıçap yüzeyi tarafından oluşturulan elektrostatik alanın gücünün büyüklüğü R, mesafeye bağlı olarak r merkezinden şekilde doğru bir şekilde temsil edilir ...

# # # #

Problem 33. Karmaşıklık 1

Bir elektrik alanına bir dielektrik yerleştirildiğinde, sonsuz homojen izotropik bir dielektrik içindeki elektrik alan şiddeti geçirgenlik e...

#değişmeden kalır #e kez azalır #sıfıra eşit kalır #e kez artar

Problem 34. Karmaşıklık 2

Şekil, ücret sisteminin eş potansiyel çizgilerini ve üzerlerindeki potansiyel değerleri göstermektedir. A noktasındaki elektrik alan şiddeti vektörü ... yönünde yönlendirilir.

Problem 35. Karmaşıklık 2

Yarıçapı olan bir kürenin merkezinde R, negatif bir yük ile eşit olarak yüklenmiş - q. pozitif bir yük var q. Alan gücünün mesafe bağımlılığı r kürenin merkezine doğru grafikte gösterilmiştir...

# # #

Problem 36. Karmaşıklık 2

Elektrostatik alan potansiyelinin koordinata bağımlılığı Xşekilde gösterilmiştir.

Gerilim vektör projeksiyonu Eski bu alan koordinata bağlıdır X grafikte görüldüğü gibi...

# # # #

Problem 37. Karmaşıklık 1

Elektrik alan şiddeti vektörünün yönü, üzerine etki eden kuvvetin yönü ile çakışmaktadır.

# bir elektrik alanına yerleştirilmiş yüksüz bir metal bilye # bir elektrik alanına yerleştirilmiş negatif bir test yükü # bir elektrik alanına yerleştirilmiş bir pozitif test yükü # alan kuvveti skaler bir büyüklük olduğu için cevap yok

Problem 38. Karmaşıklık 1

0.00002 C'lik bir yük üzerinde alana etki eden kuvvet 4 N'dir. Bu noktadaki alan kuvveti ...

# 200000 N/K # 0.00008 V/m # 0.00008 N/K # 5×10 -6 K/N

Problem 39. Karmaşıklık 1

Bir nokta şarjı için q nokta yükünün yanından Qçekim gücü F. Şarj q 4 kat artar. Yükün yarattığı alanın gücü Q, yükün bulunduğu uzayda noktada q …

# değişmeyecek # 4 kat artacak # 4 kat azalacak # yükler arasındaki mesafeye bağlı

Problem 40. Karmaşıklık 1

F. Her bir cismin elektrik yükü şu kadar artırılırsa, cisimler arasındaki etkileşim kuvvetinin modülü ne olur? n bir Zamanlar?

# nF # n 2 F # f/n # F/n 2

Problem 41. Karmaşıklık 2

İki nokta yüklü cisim arasındaki etkileşim kuvvetinin modülü şuna eşittir: F. Her bir cismin elektrik yükü azaltılırsa, cisimler arasındaki etkileşim kuvvetinin modülü ne olur? n bir Zamanlar?

# nF # n 2 F # f/n # F/n 2

Problem 42. Karmaşıklık 1

Kalın bir kabuğu olan iletken içi boş bir topa (şekilde topun enine kesiti gösterilmektedir) pozitif bir elektrik yükü verildi. Elektrostatik alan kuvveti hangi alanlarda sıfırdır?

# sadece I'de # sadece II'de # sadece III'te # I ve II'de

Problem 43. Karmaşıklık 1

İki elektrik yükü 2×10 -9 CL ve - 4×10 -9 CL değerleri, negatifi pozitifin sağında olacak şekilde birbirinden 0,1 m mesafede bulunur. Negatif yükün 0,1 m sağında, yükleri birleştiren doğru üzerinde bulunan bir noktaya yönlendirilen elektrik alan şiddeti nerededir?

# sağ # sol # sıfırdır # dikey olarak yukarı # dikey olarak aşağı.

Problem 44. Karmaşıklık 3

nokta şarjı q uzaktan yaratır R elektrik alan şiddeti E 1 = 62,5 V/m. Yarıçaplı üç eşmerkezli küre R, 2R ve 3 R yüzeyleri üzerinde eşit olarak dağılmış yükler taşırlar q 1 = +2q, q 2 = -q, ve q 3 = +q, sırasıyla (bkz. Şekil). Noktadaki alan kuvveti nedir? ANCAK, kürelerin merkezinden 2,5 uzaklıkta R?

# 5 V/m # 10 V/m # 15 V/m # 1 kV/m

Problem 45. Karmaşıklık 3

dört özdeş ücret q düzlemde kenarları olan bir karenin köşelerinde bulunur L ve onları çiftler halinde birbirine bağlayan dişlerle dengede tutulur (bkz. Şekil). Komşu yüklerin itici gücü N. Gerilim kuvveti nedir T her iplik?

# 2.7 × 10 -2 N # 3 × 10 -2 N # 1 N # 5 N

Problem 46. Karmaşıklık 1

Elektrik alan şiddeti vektörünün küresel bir yüzeyden akışı, şuna eşittir: FE (FE> 0). Kürenin içine bir yük eklendi + q, bir dış - -q. Bu durumda, elektrik alan şiddeti vektörünün küresel bir yüzeyden akışı...

#arttı #değişmedi #azaldı #sıfıra eşit oldu.

Problem 47. Karmaşıklık 2

Elektrostatik alan, aynı yüzey yük yoğunluğuna sahip zıt yükler ile yüklü iki paralel sonsuz düzlem tarafından oluşturulur. Uçaklar arasındaki mesafe, d. Gerilim dağılımı E eksen boyunca böyle bir alan X, düzlemlere dik, şekilde doğru bir şekilde gösterilmiştir ...

# # # #

Problem 48. Karmaşıklık 2

Aynı malzemeden yapılmış iki iletken Eşit uzunluk, ancak farklı bölümlerle ( S 1 > S 2) devreye seri bağlanır. Elektrik alan şiddeti...

#kesit iletkende daha fazlası S 1 # daha fazla kesit iletkeni S 2 #her iki iletkende aynı #kesitli bir iletkende S 1, daha fazla veya daha az olabilir.

Problem 49. Karmaşıklık 2

Vakumda ve kapalı yüzeylerde bir nokta yük sistemi verildiğinde S 1 , S 2 ve S 3. Elektrostatik alan kuvveti vektörünün kapalı bir yüzeyden akışı S##

Sorun 52. Karmaşıklık 2