Elektrik yüklerinin etkileşiminin temel yasası, Charles Coulomb tarafından 1785'te deneysel olarak bulundu. Coulomb bunu buldu iki küçük yüklü metal top arasındaki etkileşim kuvveti, mesafenin karesi ile ters orantılıdır. aralarında ve ücretlerin büyüklüğüne bağlıdır ve :

,

nerede -orantılılık faktörü

.

Yüklere etki eden kuvvetler, vardır merkezi , yani, ücretleri bağlayan düz çizgi boyunca yönlendirilirler.

Coulomb yasası yazılabilir vektör biçiminde:

,

nerede -şarj tarafı ,

yükü bağlayan yarıçap vektörüdür ücretli ;

yarıçap vektörünün modülüdür.

Yüke etki eden kuvvet yandan eşittir

,

.

Bu formda Coulomb yasası

adil sadece nokta elektrik yüklerinin etkileşimi için, yani, doğrusal boyutları aralarındaki mesafeye kıyasla ihmal edilebilecek bu tür yüklü cisimler.

etkileşimin gücünü ifade eder sabit elektrik yükleri arasında, yani bu elektrostatik yasadır.

Coulomb Yasasının Formülasyonu:

İki nokta elektrik yükü arasındaki elektrostatik etkileşimin gücü, yüklerin büyüklüklerinin çarpımı ile doğru orantılı ve aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır..

orantı faktörü Coulomb yasasında bağlı olmak

çevrenin özelliklerinden

formülde yer alan miktarlar için ölçü birimlerinin seçimi.

Bu yüzden ilişki ile temsil edilebilir

,

nerede -sadece birim sistemi seçimine bağlı katsayı;

- ortamın elektriksel özelliklerini karakterize eden boyutsuz niceliğe denir. akraba geçirgenlik ortamlar . Birim sisteminin seçimine bağlı değildir ve vakumda bire eşittir.

Daha sonra Coulomb yasası şu şekli alır:

,

vakum için

,

sonra

-bir ortamın bağıl geçirgenliği, belirli bir ortamda iki nokta elektrik yükü arasındaki etkileşim kuvvetinin kaç kez olduğunu gösterir. ve , birbirinden uzakta bulunan , vakumdan daha az.

SI sisteminde katsayı

, ve

Coulomb yasası şu şekildedir::

.

BT K yasasının rasyonelleştirilmiş gösterimi oolon.

- elektrik sabiti,

.

GSSE sisteminde

,

.

Vektör biçiminde, Coulomb yasası formu alır

nerede -yüke etki eden kuvvetin vektörü şarj tarafı ,

yükü bağlayan yarıçap vektörüdür ücretli

r yarıçap vektörünün modülüdür .

Herhangi bir yüklü cisim birçok nokta elektrik yükünden oluşur, bu nedenle yüklü bir cismin diğerine etki ettiği elektrostatik kuvvet, birinci cismin her bir nokta yükünden ikinci cismin tüm nokta yüklerine uygulanan kuvvetlerin vektör toplamına eşittir.

1.3 Elektrik alanı. Tansiyon.

Uzay, içinde bir elektrik yükünün olduğu, belirli fiziksel özellikler.

Herkes için bir diğer bu boşluğa verilen yüke elektrostatik Coulomb kuvvetleri etki eder.

Uzayın her noktasına bir kuvvet etki ediyorsa bu uzayda bir kuvvet alanı vardır deriz.

Alan, maddeyle birlikte bir madde biçimidir.

Alan durağansa, yani zamanla değişmiyorsa ve sabit elektrik yüklerinden oluşuyorsa, böyle bir alana elektrostatik denir.

Elektrostatik, yalnızca elektrostatik alanları ve sabit yüklerin etkileşimlerini inceler.

Elektrik alanını karakterize etmek için yoğunluk kavramı tanıtıldı . tansiyonu, elektrik alanının her noktasında vektör olarak adlandırılır. , sayısal olarak, bu alanın içine yerleştirilen bir test pozitif yüküne etki ettiği kuvvetin oranına eşittir. verilen nokta, ve bu yükün büyüklüğü ve kuvvet yönünde yönlendirilir.

deneme ücreti Alana tanıtılan , bir nokta olarak kabul edilir ve genellikle test yükü olarak adlandırılır.

- Alanın yaratılmasına katılmaz, onunla ölçülür.

Tahminen bu ücret incelenen alanı bozmaz, yani, yeterince küçüktür ve alanı oluşturan yüklerin yeniden dağılımına neden olmaz.

Eğer bir test noktası ücreti için alan bir kuvvet görevi görür , ardından gerginlik

.

Gerginlik birimleri:

Sİ:

SGSE:

SI sisteminde ifade için nokta şarj alanları:

.

Vektör formunda:

Burada yükten çizilen yarıçap vektörüdür q, belirli bir noktaya bir alan oluşturur.

T

nasıl, noktasal yükün elektrik alan şiddeti vektörleriq tüm noktalarda alanlar radyal olarak yönlendirilir(şek.1.3)

- şarjdan, eğer pozitifse, "kaynak"

- ve olumsuz ise ücrete"stok, mevcut"

Grafik yorumlama için elektrik alan enjekte edilir bir kuvvet çizgisi kavramı veyagerilim hatları . BT

eğri , yoğunluk vektörü ile çakışan her noktadaki teğet.

Gerginlik çizgisi başlar pozitif yük ve olumsuz biter.

Gerilim çizgileri kesişmez, çünkü alanın her noktasında gerilim vektörü sadece bir yöne sahiptir.

İki nokta yük birbirlerine aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılı ve yüklerinin çarpımı ile doğru orantılı (yüklerin işaretine bakılmaksızın) bir kuvvetle etki eder.

AT çeşitli ortamlarörneğin havada ve suda, iki nokta yükü farklı kuvvetlerle etkileşir. Ortamın nispi geçirgenliği bu farkı karakterize eder. Bu bilinen bir tablo değeridir. Hava için.

k sabiti şu şekilde tanımlanır:

Coulomb kuvvetinin yönü

Newton'un üçüncü yasasına göre, aynı nitelikteki kuvvetler çiftler halinde, büyüklükleri eşit, yönleri zıttır. İki eşit olmayan yük etkileşirse, daha büyük yükün küçük olana etki ettiği kuvvet (B A üzerinde), küçük olanın daha büyük olana uyguladığı kuvvete (A B üzerinde) eşittir.

İlginç bir şekilde, çeşitli fizik yasalarının bazı ortak özellikler. Yerçekimi yasasını hatırlayalım. Yerçekimi kuvveti de mesafenin karesiyle ters orantılıdır, ancak zaten kütleler arasındadır ve istemsiz olarak bu kalıbın derin bir anlamı olduğu düşüncesi ortaya çıkar. Şimdiye kadar hiç kimse yerçekimi ve elektriği aynı özün iki farklı tezahürü olarak sunamadı.

Buradaki kuvvet de uzaklığın karesiyle ters orantılı olarak değişir, ancak elektrik kuvvetleri ile yerçekimi kuvvetlerinin büyüklükleri arasındaki fark çarpıcıdır. Yerçekimi ve elektriğin ortak doğasını kurmaya çalışırken, elektrik kuvvetlerinin yerçekimi kuvvetlerine göre o kadar üstün olduğunu görüyoruz ki, her ikisinin de aynı kaynağa sahip olduğuna inanmak zor. Birinin diğerinden daha güçlü olduğunu nasıl söyleyebilirsin? Sonuçta, her şey kütlenin ve yükün ne olduğuna bağlıdır. Yerçekiminin ne kadar güçlü olduğunu tartışırken, "Şu şu büyüklükte bir kütle alalım" deme hakkınız yok, çünkü onu kendiniz seçiyorsunuz. Ama Doğa'nın bize sunduğu şeyleri (inçlerimizle, yıllarımızla, ölçülerimizle hiçbir ilgisi olmayan kendi sayı ve ölçülerini) alırsak, o zaman karşılaştırabiliriz. Örneğin bir elektron gibi temel yüklü bir parçacık alacağız. İki temel parçacıklar, iki elektron, elektrik yükü nedeniyle, aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvetle birbirlerini iterler ve yerçekimi nedeniyle, mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvetle tekrar birbirlerine çekilirler. .

Soru: Yerçekimi kuvvetinin elektrik kuvvetine oranı nedir? 42 sıfırlı bir sayı ile olduğu gibi, yerçekimi elektriksel itme ile ilgilidir. Bu derinden kafa karıştırıcı. Bu kadar büyük bir sayı nereden gelebilir?

İnsanlar bu büyük faktörü diğer doğa olaylarında arıyorlar. her türlü geçerler büyük sayılar ve ihtiyacın olursa Büyük sayı neden evrenin çapının bir protonun çapına oranını almıyorsunuz - şaşırtıcı bir şekilde, bu aynı zamanda 42 sıfırlı bir sayıdır. Ve diyorlar ki: belki bu katsayı, protonun çapının evrenin çapına oranına eşittir? Bu ilginç bir düşünce ama evren yavaş yavaş genişledikçe yerçekimi sabiti de değişmeli. Bu hipotez henüz çürütülmemiş olsa da, lehine bir kanıtımız yok. Aksine, bazı kanıtlar yerçekimi sabitinin bu şekilde değişmediğini göstermektedir. Bu büyük sayı, bu güne kadar bir sır olarak kalıyor.

Coulomb yasası nokta elektrik yükleri arasındaki etkileşim kuvvetlerini tanımlayan bir yasadır.

İki noktasal yükün vakumdaki etkileşim kuvvetinin modülü, bu yüklerin modüllerinin çarpımı ile doğru orantılı ve aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır.

Aksi takdirde: İki noktalı ücretler vakum birbirlerine bu yüklerin modüllerinin çarpımı ile orantılı, aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılı ve bu yükleri birleştiren düz çizgi boyunca yönlendirilen kuvvetlerle etki eder. Bu kuvvetlere elektrostatik (Coulomb) denir.

Yasanın doğru olması için şunların gerekli olduğuna dikkat etmek önemlidir:

nokta yükler - yani, yüklü cisimler arasındaki mesafe, boyutlarından çok daha büyüktür - ancak, hacimsel olarak dağıtılmış iki yükün küresel olarak simetrik kesişmeyen uzamsal dağılımlarla etkileşim kuvvetinin, etkileşim kuvvetine eşit olduğu kanıtlanabilir. küresel simetri merkezlerinde bulunan iki eşdeğer nokta yükü;

onların hareketsizliği. Aksi takdirde, ek etkiler geçerli olur: manyetik alan hareketli ücret ve ilgili ek Lorentz kuvveti başka bir hareketli yük üzerinde hareket etmek;

etkileşim vakum.

Ancak bazı düzenlemelerle kanun, yüklerin bir ortamdaki etkileşimleri ve hareketli yükler için de geçerlidir.

Vektör formunda S. Coulomb'un formülasyonunda kanun şu şekilde yazılır:

1. yükün 2. yüke etki ettiği kuvvet nerede; - ücretlerin büyüklüğü; - yarıçap vektörü (yük 1'den yük 2'ye yönlendirilen vektör ve modül olarak yükler arasındaki mesafeye eşittir - ); - orantılılık katsayısı. Böylece, yasa, aynı adlı suçlamaların itildiğini (ve zıt ücretlerin çektiğini) belirtir.

AT SGSE birim yük, katsayı olacak şekilde seçilir. k bire eşittir.

AT Uluslararası Birimler Sistemi (SI) temel birimlerden biri birimdir elektrik akımı gücü amper, ve yük birimi kolye onun türevidir. Amper şu şekilde tanımlanır: k= c 2 10 -7 gn/ m \u003d 8.9875517873681764 10 9 H m2 / Cl 2 (veya Ф -1 m). SI katsayısında kşöyle yazılır:

burada ≈ 8.854187817 10 −12 F/m - elektrik sabiti.

Elektrik yüklerinin etkileşimi, boşlukta hareketsiz durumdaki iki noktasal yükün etkileşim kuvvetinin eşit olduğunu belirten Coulomb yasası ile tanımlanır.

miktarın elektrik sabiti olarak adlandırıldığı yerde, miktarın boyutu, uzunluk boyutunun elektrik kapasitansının boyutuna (Farad) oranına indirgenir. Elektrik ücretleri Geleneksel olarak pozitif ve negatif olarak adlandırılan iki tür vardır. Deneyimlerin gösterdiği gibi, yükler aynı ada sahipse çeker ve aynı ada sahipse iter.

Herhangi bir makroskopik gövde, tüm atomların bir parçası oldukları için çok miktarda elektrik yükü içerir: elektronlar negatif yüklüdür, protonlar, atom çekirdeği- olumlu. Ancak, atomları oluşturan elektron ve proton sayıları aynı olduğundan ve yükleri mutlak değerde tamamen aynı olduğundan, ele aldığımız cisimlerin çoğu yüklü değildir. Bununla birlikte, cisimler, protonlara kıyasla içlerinde elektron fazlalığı veya eksikliği yaratarak şarj edilebilir. Bunu yapmak için, bir cismin parçası olan elektronları başka bir cisme aktarmanız gerekir. O zaman birincisi elektron eksikliğine sahip olacak ve buna bağlı olarak pozitif bir yüke sahip olacak, ikincisi ise negatif bir yüke sahip olacak. Bu tür süreçler, özellikle bedenler birbirine sürtündüğünde meydana gelir.

Yükler tüm alanı kaplayan bir ortamdaysa, etkileşimlerinin kuvveti, boşluktaki etkileşimlerinin kuvvetine kıyasla zayıflar ve bu zayıflama, yüklerin büyüklüğüne ve aralarındaki mesafeye bağlı değildir, ancak sadece ortamın özelliklerine bağlıdır. Bu ortamdaki yüklerin etkileşim kuvvetinin, boşluktaki etkileşimlerinin kuvvetine kıyasla kaç kez zayıfladığını gösteren ortamın özelliğine, bu ortamın dielektrik sabiti denir ve kural olarak, ile gösterilir. mektup. Geçirgenliğe sahip bir ortamda Coulomb formülü şu şekildedir:

İki değil, daha fazla nokta yükü varsa, bu sisteme etki eden kuvvetleri bulmak için, ilke adı verilen bir yasa kullanılır. süperpozisyon 1. Süperpozisyon ilkesi, üç nokta yük sisteminde yüklerden birine (örneğin bir yüke) etki eden kuvveti bulmak için aşağıdakilerin yapılması gerektiğini belirtir. İlk olarak, yükü zihinsel olarak kaldırmanız ve Coulomb yasasına göre, kalan yükten yüke etki eden kuvveti bulmanız gerekir. O zaman yükü kaldırmalı ve yükün yanından yüke etki eden kuvveti bulmalısınız. Vektör toplamı alınan kuvvetler ve istenilen kuvveti verecektir.

Süperpozisyon ilkesi, nokta yüklü olmayan cisimlerin etkileşim kuvvetini bulmak için bir reçete verir. Coulomb yasasına göre, her bir cismi nokta parçaları olarak kabul edilebilecek parçalara zihinsel olarak bölmek, ikinci cismin bölündüğü nokta parçalarıyla etkileşimlerinin gücünü bulmak, elde edilen vektörleri toplamak gerekir. Böyle bir prosedürün, sonsuz sayıda vektör eklemek gerektiğinden, matematiksel olarak çok karmaşık olduğu açıktır. Matematiksel analizde, bu tür toplama yöntemleri geliştirilmiştir, ancak okul kursu fizik dahil değildir. Bu nedenle, böyle bir sorun ortaya çıkarsa, içindeki toplama, belirli simetri değerlendirmeleri temelinde kolayca yapılmalıdır. Örneğin, açıklanan toplama prosedüründen, düzgün yüklü bir kürenin merkezine yerleştirilmiş bir nokta yüke etki eden kuvvetin sıfıra eşit olduğu sonucu çıkar.

Ek olarak, öğrenci (türetmeden) düzgün yüklü bir küreden ve sonsuz bir düzlemden bir nokta yüke etki eden kuvvetin formülünü bilmelidir. Yarıçaplı bir küre varsa, eşit bir şekilde bir yük ile yüklü ve kürenin merkezinden uzakta bulunan bir nokta yük varsa, o zaman etkileşim kuvvetinin büyüklüğü

şarj içerideyse (ve mutlaka merkezde olması gerekmez). (17.4), (17.5) formüllerinden, dışarıdaki kürenin merkeze yerleştirilen tüm yüküyle aynı elektrik alanını yarattığını ve içeride - sıfır olduğunu takip eder.

Bir yük ile düzgün olarak yüklenmiş bir alana sahip çok büyük bir düzlem ve bir nokta yükü varsa, etkileşimlerinin kuvveti eşittir

değer nerede düzlemin yüzey yük yoğunluğunun anlamı vardır. Formül (17.6)'dan takip edildiği gibi, bir nokta yük ile bir düzlem arasındaki etkileşim kuvveti, aralarındaki mesafeye bağlı değildir. Okuyucunun dikkatini, formülün (17.6) yaklaşık olduğu ve nokta yükün kenarlarından ne kadar uzak olursa, o kadar doğru "işe yaradığı" gerçeğine çekelim. Bu nedenle formül (17.6) kullanıldığında “kenar etkilerinin” ihmal edilmesi, yani. düzlem sonsuz olarak kabul edildiğinde.

Şimdi problem kitabının ilk bölümündeki verilerin çözümünü düşünün.

Coulomb yasasına (17.1) göre, iki yükün etkileşim kuvvetinin büyüklüğü görevler 17.1.1 formül ile ifade edilir

Yükler birbirini iter (cevap 2 ).

Çünkü bir damla su görevler 17.1.2 bir ücreti var ( protonun yüküdür), o zaman protonlara kıyasla fazla elektrona sahiptir. Bu, üç elektron kaybolduğunda fazlalıklarının azalacağı ve damlacık yükünün eşit olacağı anlamına gelir. (Cevap 2 ).

Coulomb yasasına (17.1) göre, iki yükün etkileşim kuvvetinin büyüklüğü, aralarındaki mesafe arttıkça bir kat azalacaktır ( görev 17.1.3- Cevap 4 ).

İki nokta cismin yükleri, aralarında sabit bir mesafe olan bir faktör ile arttırılırsa, Coulomb yasasından (17.1) aşağıdaki gibi etkileşimlerinin kuvveti bir faktör kadar artacaktır ( görev 17.1.4- Cevap 3 ).

Bir yükte 2 kat, ikincisi 4 kat artışla, Coulomb yasasının (17.1) payı 8 kat, yükler arasındaki mesafenin 8 kat artmasıyla payda 64 kat artar. Bu nedenle, yüklerin etkileşim gücü görevler 17.1.5 8 kat azalacak (cevap 4 ).

Boşluk, dielektrik sabiti = 10 olan bir dielektrik ortamla doldurulduğunda, ortamdaki Coulomb yasasına (17.3) göre yüklerin etkileşim kuvveti 10 kat azalacaktır ( görev 17.1.6- Cevap 2 ).

Coulomb etkileşiminin kuvveti (17.1) hem birinci hem de ikinci yüklere etki eder ve kütleleri aynı olduğundan, Newton'un ikinci yasasından aşağıdaki gibi yüklerin ivmeleri herhangi bir zamanda aynıdır ( görev 17.1.7- Cevap 3 ).

Benzer bir problem, ancak topların kütleleri farklı. Bu nedenle, aynı kuvvet için, kütlesi daha küçük olan bir topun ivmesi, kütlesi daha küçük olan bir topun ivmesinden 2 kat daha fazladır. , ve bu sonuç topların yüklerine bağlı değildir ( görev 17.1.8- Cevap 2 ).

Elektron negatif yüklü olduğundan top tarafından itilir ( görev 17.1.9). Ancak elektronun ilk hızı topa doğru olduğu için o yönde hareket edecek ancak hızı azalacaktır. Bir noktada bir an duracak ve daha sonra artan hızla toptan uzaklaşacaktır (cevap şudur: 4 ).

Bir iplikle bağlanmış iki yüklü bilye sisteminde ( görev 17.1.10), sadece uygula Iç kuvvetler. Bu nedenle, sistem duracaktır ve ipliğin gerilim kuvvetini bulmak için toplar için denge koşullarını kullanabiliriz. Her birine yalnızca Coulomb kuvveti ve iplik çekme kuvveti etki ettiği için, denge koşulundan bu kuvvetlerin büyüklük olarak eşit olduğu sonucuna varırız.

Bu değer ipliklerin çekme kuvvetine eşit olacaktır (cevap 4 ). Merkezi yük için denge koşulunun dikkate alınmasının gerilim kuvvetinin bulunmasına yardımcı olmayacağını, ancak ipliklerin gerilim kuvvetlerinin aynı olduğu sonucuna yol açacağını not ediyoruz (ancak bu sonuç, simetri nedeniyle zaten açıktır). sorun).

Bir yüke etki eden kuvveti bulmak için - görev 17.2.2, süperpozisyon ilkesini kullanıyoruz. Yükte - çekim kuvvetleri sol ve sağ yüklere etki eder (şekle bakın). Yükten - yüklere olan mesafeler aynı olduğundan, bu kuvvetlerin modülleri birbirine eşittir ve yükü - segmentin ortasına - bağlayan düz çizgiye aynı açılarda yönlendirilirler. Bu nedenle, yüke etki eden kuvvet dikey olarak aşağıya doğru yönlendirilir (ortaya çıkan kuvvetin vektörü şekilde koyu renkle vurgulanmıştır; cevap şudur: 4 ).

(Cevap 3 ).

Formül (17.6)'dan doğru cevabın şu sonuca varıyoruz: görev 17.2.5 - 4 . AT görev 17.2.6 bir nokta yükün ve bir kürenin etkileşim kuvveti için formülü kullanmanız gerekir (formüller (17.4), (17.5)). elimizde = 0 (cevap 3 ).

Elektrik yüklerinin etkileşiminin temel yasası, Charles Coulomb tarafından 1785'te deneysel olarak bulundu. Coulomb bunu buldu iki küçük yüklü metal top arasındaki etkileşim kuvveti, mesafenin karesi ile ters orantılıdır. aralarında ve ücretlerin büyüklüğüne bağlıdır ve :

,

nerede -orantılılık faktörü

.

Yüklere etki eden kuvvetler, vardır merkezi , yani, ücretleri bağlayan düz çizgi boyunca yönlendirilirler.

Coulomb yasası yazılabilir vektör biçiminde:

,

nerede -şarj tarafı ,

yükü bağlayan yarıçap vektörüdür ücretli ;

yarıçap vektörünün modülüdür.

Yüke etki eden kuvvet yandan eşittir

,

.

Bu formda Coulomb yasası

adil sadece nokta elektrik yüklerinin etkileşimi için, yani, doğrusal boyutları aralarındaki mesafeye kıyasla ihmal edilebilecek bu tür yüklü cisimler.

etkileşimin gücünü ifade eder sabit elektrik yükleri arasında, yani bu elektrostatik yasadır.

Coulomb Yasasının Formülasyonu:

İki nokta elektrik yükü arasındaki elektrostatik etkileşimin gücü, yüklerin büyüklüklerinin çarpımı ile doğru orantılı ve aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır..

orantı faktörü Coulomb yasasında bağlı olmak

çevrenin özelliklerinden

formülde yer alan miktarlar için ölçü birimlerinin seçimi.

Bu yüzden ilişki ile temsil edilebilir

,

nerede -sadece birim sistemi seçimine bağlı katsayı;

- ortamın elektriksel özelliklerini karakterize eden boyutsuz niceliğe denir. ortamın bağıl geçirgenliği . Birim sisteminin seçimine bağlı değildir ve vakumda bire eşittir.

Daha sonra Coulomb yasası şu şekli alır:

,

vakum için

,

sonra

-bir ortamın bağıl geçirgenliği, belirli bir ortamda iki nokta elektrik yükü arasındaki etkileşim kuvvetinin kaç kez olduğunu gösterir. ve , birbirinden uzakta bulunan , vakumdan daha az.

SI sisteminde katsayı

, ve

Coulomb yasası şu şekildedir::

.

BT K yasasının rasyonelleştirilmiş gösterimi oolon.

- elektrik sabiti,

.

GSSE sisteminde

,

.

Vektör biçiminde, Coulomb yasası formu alır

nerede -yüke etki eden kuvvetin vektörü şarj tarafı ,

yükü bağlayan yarıçap vektörüdür ücretli

r yarıçap vektörünün modülüdür .

Herhangi bir yüklü cisim birçok nokta elektrik yükünden oluşur, bu nedenle yüklü bir cismin diğerine etki ettiği elektrostatik kuvvet, birinci cismin her bir nokta yükünden ikinci cismin tüm nokta yüklerine uygulanan kuvvetlerin vektör toplamına eşittir.

1.3 Elektrik alanı. Tansiyon.

Uzay, içinde bir elektrik yükünün olduğu, belirli fiziksel özellikler.

Herkes için bir diğer bu boşluğa verilen yüke elektrostatik Coulomb kuvvetleri etki eder.

Uzayın her noktasına bir kuvvet etki ediyorsa bu uzayda bir kuvvet alanı vardır deriz.

Alan, maddeyle birlikte bir madde biçimidir.

Alan durağansa, yani zamanla değişmiyorsa ve sabit elektrik yüklerinden oluşuyorsa, böyle bir alana elektrostatik denir.

Elektrostatik, yalnızca elektrostatik alanları ve sabit yüklerin etkileşimlerini inceler.

Elektrik alanını karakterize etmek için yoğunluk kavramı tanıtıldı . tansiyonu, elektrik alanının her noktasında vektör olarak adlandırılır. , sayısal olarak, bu alanın belirli bir noktaya yerleştirilmiş bir test pozitif yüküne etki ettiği kuvvetin oranına ve bu yükün büyüklüğüne eşittir ve kuvvet yönünde yönlendirilir.

deneme ücreti Alana tanıtılan , bir nokta olarak kabul edilir ve genellikle test yükü olarak adlandırılır.

- Alanın yaratılmasına katılmaz, onunla ölçülür.

Tahminen bu ücret incelenen alanı bozmaz, yani, yeterince küçüktür ve alanı oluşturan yüklerin yeniden dağılımına neden olmaz.

Eğer bir test noktası ücreti için alan bir kuvvet görevi görür , ardından gerginlik

.

Gerginlik birimleri:

Sİ:

SGSE:

SI sisteminde ifade için nokta şarj alanları:

.

Vektör formunda:

Burada yükten çizilen yarıçap vektörüdür q, belirli bir noktaya bir alan oluşturur.

T

nasıl, noktasal yükün elektrik alan şiddeti vektörleriq tüm noktalarda alanlar radyal olarak yönlendirilir(şek.1.3)

- şarjdan, eğer pozitifse, "kaynak"

- ve olumsuz ise ücrete"stok, mevcut"

Grafik yorumlama için elektrik alan enjekte edilir bir kuvvet çizgisi kavramı veyagerilim hatları . BT

eğri , yoğunluk vektörü ile çakışan her noktadaki teğet.

Gerilim çizgisi pozitif bir yükle başlar ve negatif bir yükle biter.

Gerilim çizgileri kesişmez, çünkü alanın her noktasında gerilim vektörü sadece bir yöne sahiptir.