Magnetische Feldstärke- (Standardbezeichnung H) ist eine vektorielle physikalische Größe, die gleich der Differenz des magnetischen Induktionsvektors ist B und der Magnetisierungsvektor M.
In SI: , wobei μ 0 die magnetische Konstante ist
Was ist die Induktion eines Magnetfelds, die Beziehung zur Stärke des Magnetfelds in der Leere.
Magnetische Induktion- Vektorgröße, die eine Kraft ist, die für das Magnetfeld (seine Wirkung auf geladene Teilchen) an einem bestimmten Punkt im Raum charakteristisch ist. Bestimmt die Kraft, mit der das Magnetfeld auf eine sich schnell bewegende Ladung einwirkt. SI-Einheiten: T
Welche Maßeinheiten für Magnetfeldinduktion kennen Sie?
Tesla(russische Bezeichnung: Tl; Internationale Bezeichnung: T) ist die SI-Einheit der Magnetfeldinduktion.
In Bezug auf andere SI-Einheiten wird 1 Tesla wie folgt ausgedrückt:
V s / m²
N A –1 m –1
Was ist magnetischer Fluss, wie wird er gemessen?
magnetischer Fluss- Fluss als Integral des magnetischen Induktionsvektors durch die endliche Oberfläche. Definiert über das Integral über die Fläche
In SI ist die Einheit des magnetischen Flusses Weber (Wb, Dimension - V s \u003d kg m² s −2 A −1),
Formulieren Sie das Gesetz der elektromagnetischen Induktion (nach Maxwell)
Jede Änderung des Magnetfelds erzeugt im umgebenden Raum ein elektrisches Wirbelfeld, dessen Kraftlinien geschlossen sind.
Maxwell vermutete auch die Existenz des umgekehrten Prozesses:
Das zeitlich veränderliche elektrische Feld erzeugt im umgebenden Raum ein Magnetfeld.
20. Wie wird das Gesetz der elektromagnetischen Induktion nach Amperes Experimenten formuliert? Ampère-Erfahrung Eingerichtet Wechselwirkung von Leitern mit Strom, Anziehung paralleler Leiter mit Strom in einer Richtung und Abstoßung mit der entgegengesetzten. Die Stärke der Wechselwirkung wuchs mit dem Strom, der Länge der Leiter und ihrer Rotation zum Feld, wie Ampere LeistungF A \u003d IВlsin a. Hier B=Fmax /Il-Magnetfeld Induktion(von lat.inductio - Anleitung) - die maximale Kraft, die auf einen 1 m langen Leiter mit einem Strom von 1 A wirkt. Sie charakterisiert den Magnetismus in "Tesla", [B] = 1H / 1A. 1m=1Tl (N.Tesla - serbischer Erfinder der Elektrotechnik). Die Induktion gewöhnlicher Magnete beträgt weniger als 0,01 T, die der Erde 10 -5 T und viel mehr auf der Sonne und den Sternen. Die Induktionsrichtung gibt das nördliche Ende der Magnetnadel an, außerhalb des Magneten vom C- zum S-Pol ist der Strom im Uhrzeigersinn.
Was ist elektromotorische Kraft und wie wird sie gemessen?
Elektromotorische Kraft(EMF) - eine physikalische Größe, die die Arbeit äußerer (nicht potentieller) Kräfte in Gleich- oder Wechselstromquellen charakterisiert. In einem geschlossenen Stromkreis ist die EMF gleich der Arbeit dieser Kräfte beim Bewegen einer Einheit positiver Ladung entlang des Stromkreises.
EMF wird wie Spannung in Volt gemessen.
Was ist die Essenz der Lenzschen Regel?
Lenzsche Regel, eine Regel zur Bestimmung der Richtung Induktionsstrom: Der induktive Strom, der aus der Relativbewegung des leitenden Kreises und der Quelle des Magnetfelds entsteht, hat immer eine solche Richtung, dass sein eigener Magnetfluss Änderungen des externen Magnetflusses kompensiert, die diesen Strom verursacht haben.
Was ist aktiver elektrischer Widerstand?
Elektrischer Wiederstand- eine physikalische Größe, die die Eigenschaften eines Leiters zur Verhinderung des Durchgangs von elektrischem Strom charakterisiert und gleich dem Verhältnis der Spannung an den Enden des Leiters zur Stärke des durch ihn fließenden Stroms ist. Der Widerstand für Wechselstromkreise und für elektromagnetische Wechselfelder wird durch Impedanz und Wellenwiderstand beschrieben. Widerstand (Widerstand) wird auch als Funkkomponente bezeichnet, die dazu bestimmt ist, in elektrische Schaltkreise mit aktivem Widerstand eingeführt zu werden.
Ein Schaltungselement besitzt einen aktiven oder Widerstandswiderstand, in dem ein irreversibler Prozess der Umwandlung elektrischer Energie in Wärmeenergie stattfindet.
Was ist elektrische Kapazität?
Elektrische Kapazität- eine Eigenschaft eines Leiters, ein Maß für seine Fähigkeit, eine elektrische Ladung anzusammeln. wo Q- aufladen, U- Leiterpotential.
Was ist Induktivität?
Induktivität(oder Selbstinduktionskoeffizient) - Proportionalitätskoeffizient zwischen dem elektrischen Strom, der in einem geschlossenen Stromkreis fließt, und dem magnetischen Fluss, der durch diesen Strom durch die Oberfläche erzeugt wird, deren Rand dieser Stromkreis ist. - magnetischer Fluss, ich- Strom im Stromkreis, L- Induktivität.
Eine elektrische Ladung, die irgendwo im Raum platziert wird, verändert die Eigenschaften dieses Raums. Das heißt, die Ladung erzeugt um sich herum ein elektrisches Feld. Ein elektrostatisches Feld ist eine besondere Materie.
Das elektrostatische Feld ändert sich nicht mit der Zeit.
Die Leistungscharakteristik des elektrischen Feldes ist die Intensität
Die elektrische Feldstärke an einem gegebenen Punkt ist eine vektorielle physikalische Größe, die numerisch gleich der Kraft ist, die auf eine positive Einheitsladung wirkt, die an einem gegebenen Punkt des Feldes platziert ist.
Wirkt auf eine Versuchsladung Kräfte aus mehreren Ladungen ein, so sind diese Kräfte nach dem Kraftüberlagerungsprinzip unabhängig, und die Resultierende dieser Kräfte ist gleich der Vektorsumme der Kräfte. Das Prinzip der Überlagerung (Superposition) elektrischer Felder: Die Stärke des elektrischen Feldes eines Ladungssystems an einem bestimmten Punkt im Raum ist gleich der Vektorsumme der Stärken der elektrischen Felder, die an einem bestimmten Punkt im Raum von jedem erzeugt werden Laden des Systems separat:oder
Das elektrische Feld wird bequem grafisch mit Kraftlinien dargestellt.
Kraftlinien (Linien der elektrischen Feldintensität) sind Linien, Tangenten, die an jedem Punkt des Feldes mit der Richtung des Intensitätsvektors an einem bestimmten Punkt zusammenfallen.
Die Kraftlinien beginnen bei einer positiven Ladung und enden bei einer negativen (Kraftlinien elektrostatischer Felder von Punktladungen.).
Die Dichte der Spannungslinien charakterisiert die Feldstärke (je dichter die Linien sind, desto stärker ist das Feld).
Das elektrostatische Feld einer Punktladung ist ungleichmäßig (das Feld ist näher an der Ladung stärker).Kraftlinien elektrostatischer Felder unendlicher gleichmäßig geladener Ebenen.
Das elektrostatische Feld unendlicher, gleichmäßig geladener Ebenen ist gleichmäßig. Ein elektrisches Feld, dessen Intensität an allen Punkten gleich ist, wird als homogen bezeichnet.
Kraftlinien elektrostatischer Felder zweier Punktladungen.
Potential - Energiecharakteristik des elektrischen Feldes.
Potenzial- eine skalare physikalische Größe gleich dem Verhältnis der potenziellen Energie, die eine elektrische Ladung an einem bestimmten Punkt im elektrischen Feld hat, zum Wert dieser Ladung.Das Potential zeigt, welche potentielle Energie eine positive Einheitsladung an einem bestimmten Punkt im elektrischen Feld haben wird. φ=W/q
wobei φ das Potential an einem gegebenen Punkt des Feldes ist, W die potentielle Energie der Ladung an einem gegebenen Punkt des Feldes ist.
Für die Maßeinheit des Potentials im SI-System nimm [φ] = V(1V = 1J/Z)
Die Einheit des Potentials wird als das Potential an einem solchen Punkt genommen, zu dem aus dem Unendlichen eine elektrische Ladung von 1 C bewegt werden muss, um eine Arbeit von 1 J zu verrichten.
Betrachtet man das vom Ladungssystem erzeugte elektrische Feld, sollte man zur Bestimmung des Feldpotentials heranziehen Prinzip der Superposition:
Das Potential des elektrischen Feldes eines Ladungssystems an einem bestimmten Punkt im Raum ist gleich der algebraischen Summe der Potentiale der elektrischen Felder, die an einem bestimmten Punkt im Raum von jeder Ladung des Systems separat erzeugt werden:
Man nennt eine gedachte Fläche, bei der das Potential an allen Punkten den gleichen Wert annimmt Äquipotentialfläche. Beim Bewegen einer elektrischen Ladung von Punkt zu Punkt entlang der Äquipotentialfläche ändert sich ihre Energie nicht. Es kann eine unendliche Anzahl von Äquipotentialflächen für ein gegebenes elektrostatisches Feld konstruiert werden.
Der Intensitätsvektor an jedem Punkt des Feldes ist immer senkrecht zur Äquipotentialfläche, die durch den gegebenen Punkt des Feldes gezogen wird.
ELEKTRISCHE LADUNG. ELEMENTARTEILCHEN.
Elektrische Ladung q - physikalische Größe, die die Intensität der elektromagnetischen Wechselwirkung bestimmt.
[q] = lCl (Coulomb).
Atome bestehen aus Kernen und Elektronen. Der Kern enthält positiv geladene Protonen und ungeladene Neutronen. Elektronen tragen eine negative Ladung. Die Anzahl der Elektronen in einem Atom ist gleich der Anzahl der Protonen im Kern, also ist das Atom als Ganzes neutral.
Die Ladung eines Körpers: q = ±Ne, wobei e \u003d 1,6 * 10 -19 C die elementare oder minimal mögliche Ladung (Elektronenladung) ist, N- die Anzahl überschüssiger oder fehlender Elektronen. In einem abgeschlossenen System bleibt die algebraische Summe der Ladungen konstant:
q 1 + q 2 + … + q n = const.
Eine elektrische Punktladung ist ein geladener Körper, dessen Abmessungen um ein Vielfaches kleiner sind als der Abstand zu einem anderen elektrifizierten Körper, der mit ihm wechselwirkt.
Coulomb-Gesetz
Zwei elektrische Festpunktladungen im Vakuum interagieren mit Kräften, die entlang einer geraden Linie gerichtet sind, die diese Ladungen verbindet; Die Module dieser Kräfte sind direkt proportional zum Produkt der Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen:
Verhältnismäßigkeitsfaktor
wo ist die elektrische Konstante.
wobei 12 die Kraft ist, die von der zweiten Ladung zur ersten wirkt, und 21 - von der ersten zur zweiten.
ELEKTRISCHES FELD. SPANNUNG
Die Tatsache der Wechselwirkung elektrischer Ladungen in der Ferne kann durch das Vorhandensein eines elektrischen Feldes um sie herum erklärt werden - ein materielles Objekt, das im Raum kontinuierlich ist und auf andere Ladungen einwirken kann.
Das Feld der bewegungslosen elektrischen Ladungen wird Elektrostatik genannt.
Charakteristisch für das Feld ist seine Intensität.
Elektrische Feldstärke an einem bestimmten Punkt ist ein Vektor, dessen Modul gleich dem Verhältnis der auf einen Punkt wirkenden positiven Ladung zur Größe dieser Ladung ist und dessen Richtung mit der Richtung der Kraft übereinstimmt.
Feldstärke einer Punktladung Q auf Distanz r daraus ist gleich
Prinzip der Überlagerung von Feldern
Die Feldstärke des Ladungssystems ist gleich der Vektorsumme der Feldstärken jeder Ladung des Systems:
Die Dielektrizitätskonstante Medium ist gleich dem Verhältnis der Feldstärken im Vakuum und in der Materie:
Sie zeigt, wie oft die Substanz das Feld schwächt. Coulombsches Gesetz für zwei Punktladungen q und Q entfernt gelegen r in einem Medium mit einer Permittivität:
Feldstärke auf Distanz r ab Gebühr Q ist gleich
POTENZIELLE ENERGIE EINES AUFGELADENEN KÖRPERS IN EINEM HOMOGENEN ELEKTRISCHEN STATISCHEN FELD
Zwischen zwei großen Platten, die mit entgegengesetzten Vorzeichen geladen und parallel angeordnet sind, platzieren wir eine Punktladung q.
Da das elektrische Feld zwischen den Platten mit gleicher Intensität ist, wirkt die Kraft an allen Stellen auf die Ladung F = qE, die funktioniert, wenn sich eine Ladung eine Strecke weit bewegt
Diese Arbeit hängt nicht von der Form der Flugbahn ab, dh beim Bewegen der Ladung q entlang einer beliebigen Linie L Arbeit wird die gleiche sein.
Die Arbeit eines elektrostatischen Feldes beim Bewegen einer Ladung hängt nicht von der Form der Flugbahn ab, sondern wird ausschließlich durch den Anfangs- und Endzustand des Systems bestimmt. Sie ist, wie im Fall des Gravitationsfeldes, gleich der Änderung der potentiellen Energie, genommen mit umgekehrtem Vorzeichen:
Aus einem Vergleich mit der vorherigen Formel ist ersichtlich, dass die potentielle Energie einer Ladung in einem gleichmäßigen elektrostatischen Feld ist:
Potenzielle Energie hängt von der Wahl des Nullniveaus ab und hat daher keine tiefe Bedeutung für sich.
ELEKTROSTATISCHES FELDPOTENZIAL UND SPANNUNG
Potenzial wird ein Feld genannt, dessen Arbeit beim Bewegen von einem Punkt des Feldes zu einem anderen nicht von der Form der Flugbahn abhängt. Potential sind das Gravitationsfeld und das elektrostatische Feld.
Die vom Potentialfeld verrichtete Arbeit ist gleich der Änderung der potentiellen Energie des Systems, genommen mit umgekehrtem Vorzeichen:
Potenzial- das Verhältnis der potentiellen Energie der Ladung im Feld zum Wert dieser Ladung:
Das Potential des homogenen Feldes ist gleich
wo d- Distanz, die von einem gewissen Nullniveau aus gezählt wird.
Potentielle Ladungswechselwirkungsenergie q ist gleich dem Feld.
Daher ist die Arbeit des Feldes, um die Ladung von einem Punkt mit einem Potential φ 1 zu einem Punkt mit einem Potential φ 2 zu bewegen:
Der Wert wird Potentialdifferenz oder Spannung genannt.
Die Spannung oder Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten ist das Verhältnis der Arbeit des elektrischen Feldes, um die Ladung vom Startpunkt zum Endpunkt zu bewegen, zum Wert dieser Ladung:
[U]=1J/Cl=1V
FELDSTÄRKE UND POTENZIELLE UNTERSCHIEDE
Beim Bewegen der Ladung q entlang der Kraftlinie des elektrischen Feldes mit einer Stärke über eine Strecke Δ d wirkt das Feld
Da wir per Definition erhalten:
Daher ist die elektrische Feldstärke gleich
Die Stärke des elektrischen Feldes ist also gleich der Potentialänderung bei Bewegung entlang der Kraftlinie pro Längeneinheit.
Bewegt sich eine positive Ladung in Richtung der Feldlinie, so fällt die Richtung der Kraft mit der Bewegungsrichtung zusammen und die Arbeit des Feldes ist positiv:
Dann wird also die Spannung in Richtung abnehmenden Potentials gerichtet.
Die Spannung wird in Volt pro Meter gemessen:
[E]=1 B/m
Die Feldstärke beträgt 1 V/m, wenn die Spannung zwischen zwei Punkten der Feldlinie im Abstand von 1 m 1 V beträgt.
ELEKTRISCHE LEISTUNG
Wenn wir die Ladung unabhängig messen Q, die dem Körper gemeldet wird, und seinem Potential φ, kann festgestellt werden, dass sie direkt proportional zueinander sind:
Der Wert C charakterisiert die Fähigkeit des Leiters, eine elektrische Ladung zu speichern, und wird als elektrische Kapazität bezeichnet. Die elektrische Kapazität eines Leiters hängt von seiner Größe, Form und den elektrischen Eigenschaften des Mediums ab.
Die elektrische Kapazität zweier Leiter ist das Verhältnis der Ladung eines von ihnen zur Potentialdifferenz zwischen ihnen:
Körperkapazität ist 1 F wenn es bei einer Ladung von 1 C ein Potential von 1 V annimmt.
KONDENSATOREN
Kondensator- zwei durch ein Dielektrikum getrennte Leiter, die zur Akkumulation einer elektrischen Ladung dienen. Unter der Ladung eines Kondensators versteht man den Ladungsmodul einer seiner Platten oder Platten.
Die Fähigkeit eines Kondensators, eine Ladung zu speichern, wird durch eine elektrische Kapazität gekennzeichnet, die gleich dem Verhältnis der Ladung des Kondensators zur Spannung ist:
Die Kapazität eines Kondensators ist 1 F, wenn seine Ladung bei einer Spannung von 1 V 1 C beträgt.
Die Kapazität eines Flachkondensators ist direkt proportional zur Fläche der Platten S, die Permittivität des Mediums, und ist umgekehrt proportional zum Abstand zwischen den Platten d:
ENERGIE EINES AUFGELADENEN KONDENSATORS.
Genaue Experimente zeigen das W=CU 2 /2
Als q=CU, dann
Energiedichte des elektrischen Feldes
wo V=Sd ist das Volumen, das das Feld im Kondensator einnimmt. Da die Kapazität eines flachen Kondensators
und die Spannung auf seinen Auskleidungen U=Hrsg
wir bekommen:
Beispiel. Ein Elektron, das sich in einem elektrischen Feld von Punkt 1 bis Punkt 2 bewegt, erhöht seine Geschwindigkeit von 1000 auf 3000 km/s. Bestimmen Sie die Potentialdifferenz zwischen den Punkten 1 und 2.
Coulomb-Gesetz:
wobei F die Wechselwirkungskraft zweier Punktladungen q 1 und q 2 ist; r ist der Abstand zwischen Ladungen; ist die Dielektrizitätskonstante des Mediums; 0 - elektrische Konstante
.
Das Ladungserhaltungsgesetz:
,
wo 
die algebraische Summe der im isolierten System enthaltenen Ladungen, n die Anzahl der Ladungen.
Stärke und Potential des elektrostatischen Feldes:
;
, oder 
,
wo 
ist die Kraft, die auf eine positive Punktladung q 0 wirkt, die an einem gegebenen Punkt des Feldes platziert ist; P ist die potentielle Energie der Ladung; Und ∞ ist die Arbeit, die aufgewendet wird, um die Ladung q 0 von einem gegebenen Punkt des Feldes ins Unendliche zu verschieben.
Spannungsvektorfluss 
elektrisches Feld:
a) durch eine beliebige Fläche S in einem inhomogenen Feld:
, oder 
,
wobei der Winkel zwischen dem Intensitätsvektor ist 
und normal 
zum Flächenelement; dS ist die Fläche des Flächenelements; E n ist die Projektion des Spannungsvektors auf die Normale;
b) durch eine flache Oberfläche, die in einem gleichförmigen elektrischen Feld platziert ist:
.
Spannungsvektorfluss 
durch eine geschlossene Fläche
(Integration erfolgt vollflächig).
Satz von Ostrogradsky-Gauß. Der Fluss des Intensitätsvektors durch eine beliebige geschlossene Fläche, die die Ladungen q1, q2, ..., qn, -
,
wo 
ist die algebraische Summe von Ladungen, die in einer geschlossenen Oberfläche eingeschlossen sind; n ist die Anzahl der Ladungen.
Die Intensität des elektrostatischen Feldes, das von einer Punktladung q im Abstand r von der Ladung erzeugt wird, -
.
Die Stärke des elektrischen Feldes, das von einer Kugel mit Radius R erzeugt wird und eine Ladung q trägt, in einem Abstand r vom Mittelpunkt der Kugel ist wie folgt:
innerhalb der Kugel (r R) E=0;
auf der Kugeloberfläche (r=R) 
;
außerhalb der Kugel (r R) 
.
Das Prinzip der Überlagerung (Überlagerung) elektrostatischer Felder, nach dem die Intensität 
des resultierenden Feldes, das durch zwei (oder mehr) Punktladungen erzeugt wird, gleich der vektoriellen (geometrischen) Summe der Stärken der hinzugefügten Felder ist, wird durch die Formel ausgedrückt
Bei zwei elektrischen Feldern mit Stärken 
und 
der Absolutwert des Intensitätsvektors ist
wobei der Winkel zwischen den Vektoren ist 
und 
.
Die Intensität des Feldes, das von einem unendlich langen und gleichmäßig geladenen Faden (oder Zylinder) im Abstand r von seiner Achse erzeugt wird, ist
,
wobei die lineare Ladungsdichte ist.
Die lineare Ladungsdichte ist ein Wert, der ihrem Verhältnis zur Länge des Fadens (Zylinders) entspricht:
.
Die Intensität des Feldes, das von einer unendlichen, gleichmäßig geladenen Ebene erzeugt wird, ist
,
wobei die Oberflächenladungsdichte ist.
Die Oberflächenladungsdichte ist ein Wert, der dem Verhältnis der über die Oberfläche verteilten Ladung zu ihrer Fläche entspricht:
.
Die Intensität des Feldes, das von zwei unendlichen und parallelen Ebenen erzeugt wird, die gleichmäßig und unterschiedlich geladen sind, mit demselben absoluten Wert der Oberflächendichte der Ladung (das Feld eines flachen Kondensators) -
.
Die obige Formel gilt nur dann, wenn die Feldstärke zwischen den Platten eines flachen Kondensators (in seinem mittleren Teil) berechnet wird, wenn der Abstand zwischen den Platten viel kleiner ist als die linearen Abmessungen der Kondensatorplatten.
elektrische Verschiebung 
mit Spannung verbunden 
elektrisches Feldverhältnis
,
was nur für isotrope Dielektrika gilt.
Das Potential eines elektrischen Feldes ist eine Größe, die dem Verhältnis der potentiellen Energie und einer punktuellen positiven Ladung entspricht, die an einem bestimmten Punkt im Feld platziert ist:
.
Mit anderen Worten, das elektrische Feldpotential ist ein Wert, der dem Verhältnis der Arbeit der Feldkräfte entspricht, um eine positive Punktladung von einem bestimmten Punkt des Felds ins Unendliche zu bewegen, zum Wert dieser Ladung:
.
Das Potential des elektrischen Feldes im Unendlichen wird bedingt gleich Null genommen.
Das Potential des elektrischen Feldes, das von einer Punktladung q on erzeugt wird
Abstand r von der Ladung, –
.
Das Potential des elektrischen Feldes, das von einer Metallkugel mit Radius R erzeugt wird und eine Ladung q trägt, in einem Abstand r vom Kugelmittelpunkt ist wie folgt:
innerhalb der Kugel (r R) 
;
auf der Oberfläche einer Kugel (r = R) 
;
außerhalb der Kugel (r R) 
.
In allen Formeln für das Potential einer geladenen Kugel ist die Permittivität eines die Kugel umgebenden homogenen unendlichen Dielektrikums.
Das Potential des elektrischen Feldes, das durch ein System von n Punktladungen an einem bestimmten Punkt gemäß dem Prinzip der Überlagerung elektrischer Felder gebildet wird, ist gleich der algebraischen Summe der Potentiale 
, erstellt durch einzelne Punktladungen 
:
.
Energie W der Wechselwirkung eines Systems von Punktladungen 
wird bestimmt durch die Arbeit, die dieses System leisten kann, wenn sie relativ zueinander bis ins Unendliche entfernt werden, und wird durch die Formel ausgedrückt
,
wo 
- Feldpotential, das von allen (n-1) Ladungen (außer der i-ten) an dem Punkt erzeugt wird, an dem sich die Ladung befindet 
.
Das Potential ist durch die Beziehung mit der elektrischen Feldstärke verknüpft
.
Bei einem elektrischen Feld mit Kugelsymmetrie wird dieser Zusammenhang durch die Formel ausgedrückt
,
oder in Skalarform
.
Bei einem homogenen Feld, d.h. Feld, dessen Intensität an jedem seiner Punkte sowohl im Betrag als auch in der Richtung gleich ist, -
,
wobei 1 und 2 die Potentiale der Punkte zweier Äquipotentialflächen sind; d ist der Abstand zwischen diesen Flächen entlang der elektrischen Kraftlinie.
Die vom elektrischen Feld geleistete Arbeit beim Bewegen einer Punktladung q von einem Punkt des Feldes mit einem Potential 1 zu einem anderen mit einem Potential 2 ist gleich
, oder 
,
wo e 
ist die Vektorprojektion 
zur Bewegungsrichtung; 
- Bewegung.
Bei einem homogenen Feld nimmt die letzte Formel die Form an
,
wo 
- Verschiebung - Winkel zwischen Vektorrichtungen 
und bewegt 
.
Ein Dipol ist ein System aus zwei Punktladungen (mit gleichem Betrag und entgegengesetztem Vorzeichen), die sich in einiger Entfernung voneinander befinden.
Elektrischer Moment 
Dipol ist ein Vektor, der von einer negativen Ladung zu einer positiven gerichtet ist, gleich dem Produkt der Ladung 
pro Vektor 
, von einer negativen Ladung zu einer positiven gezogen und Dipolarm genannt, d.h.
.
Ein Dipol heißt Punktdipol, wenn sein Arm 
viel kleiner als der Abstand r vom Mittelpunkt des Dipols bis zu dem Punkt, an dem uns die Wirkung des Dipols interessiert ( 
r), siehe Abb. eines.
Feldstärke eines Punktdipols:
,
wobei p das elektrische Moment des Dipols ist; r ist der Absolutwert des Radiusvektors, der vom Mittelpunkt des Dipols bis zu dem Punkt gezogen wird, an dem die Feldstärke uns interessiert; - Winkel zwischen dem Radiusvektor 
und Schulter 
Dipol.
Feldstärke eines Punktdipols an einem Punkt, der auf der Achse des Dipols liegt
(=0), wird durch die Formel gefunden
;
an einem Punkt senkrecht zum aus seiner Mitte rekonstruierten Dipolarm 
, - nach der Formel
.
Das Feldpotential eines Punktdipols an einem auf der Dipolachse liegenden Punkt (=0) ist
,
und an einem Punkt, der auf der Senkrechten zum Dipolarm liegt, rekonstruiert aus seiner Mitte 
,
–
Die Stärke und das Potential eines nicht punktförmigen Dipols werden auf die gleiche Weise wie bei einem Ladungssystem bestimmt.
Das mechanische Moment, das auf einen Dipol mit einem elektrischen Moment p wirkt, der in einem gleichförmigen elektrischen Feld der Stärke E angeordnet ist, ist
, oder 
,
wobei der Winkel zwischen den Richtungen der Vektoren ist 
und 
.
Die Kapazität eines einzelnen Leiters oder Kondensators ist
,
wobei q die dem Leiter verliehene Ladung ist; 
ist die durch diese Ladung verursachte Potentialänderung.
Die Kapazität einer einzelnen leitenden Kugel mit Radius R, die sich in einem unendlichen Medium mit einer Permittivität befindet, ist
.
Wenn die Kugel hohl und mit einem Dielektrikum gefüllt ist, ändert sich ihre Kapazität nicht.
Elektrische Kapazität eines flachen Kondensators:
,
wobei S die Fläche jeder Kondensatorplatte ist; d ist der Abstand zwischen den Platten; - Permittivität des Dielektrikums, das den Raum zwischen den Platten ausfüllt.
Die Kapazität eines mit n Schichten Dielektrikum gefüllten Flachkondensators der Dicke d i und der Dielektrizitätskonstanten i (Schichtkondensator) ist
.
Die Kapazität eines Kugelkondensators (zwei konzentrische Kugeln mit einem Radius R 1 und R 2, deren Zwischenraum mit einem Dielektrikum mit einer Permittivität gefüllt ist) ist wie folgt:
.
Die Kapazität von in Reihe geschalteten Kondensatoren ist:
Im Algemeinen -
,
wobei n die Anzahl der Kondensatoren ist;
bei zwei Kondensatoren -
;
.
Die Kapazität parallel geschalteter Kondensatoren wird wie folgt ermittelt:
Im Algemeinen -
C \u003d C 1 + C 2 + ... + C n;
bei zwei Kondensatoren -
C. \u003d C. 1 + C. 2;
bei n identischen Kondensatoren mit der elektrischen Kapazität C jeweils 1 -
Die Energie eines geladenen Leiters wird durch Ladung q, Potential und elektrische Kapazität C des Leiters wie folgt ausgedrückt:
.
Die Energie eines geladenen Kondensators ist
,
wobei q die Ladung des Kondensators ist; C ist die Kapazität des Kondensators; U ist die Potentialdifferenz auf seinen Platten.
Bevor Sie herausfinden, wie Sie die Stärke eines elektrischen Felds bestimmen können, müssen Sie unbedingt die Essenz dieses Phänomens verstehen.
Eigenschaften des elektrischen Feldes
An der Erzeugung eines elektrischen Feldes sind bewegliche und unbewegliche Ladungen beteiligt. Die Präsenz des Feldes manifestiert sich in seiner kraftvollen Wirkung auf sie. Darüber hinaus ist das Feld in der Lage, die Induktion von Ladungen zu erzeugen, die sich auf der Oberfläche der Leiter befinden. Wenn ein Feld durch stationäre Ladungen erzeugt wird, wird es als stationäres elektrisches Feld betrachtet. Ein anderer Name ist elektrostatisches Feld. Es ist eine der Varianten des elektromagnetischen Feldes, mit dessen Hilfe alle Kraftwechselwirkungen auftreten, die zwischen geladenen Teilchen auftreten.
In welcher elektrischen Feldstärke wird gemessen?
Spannung - ist eine Vektorgröße, die eine Kraftwirkung auf geladene Teilchen hat. Der Wert ist definiert als das Verhältnis der von seiner Seite gerichteten Kraft zum Wert einer elektrischen Punkttestladung an einem bestimmten Punkt dieses Feldes. In das elektrische Feld wird absichtlich eine elektrische Versuchsladung eingebracht, damit die Intensität berechnet werden kann.
Neben der Theorie gibt es praktische Möglichkeiten, die elektrische Feldstärke zu bestimmen:
- In einem beliebigen elektrischen Feld ist es notwendig, einen Körper zu nehmen, der eine elektrische Ladung enthält. Die Abmessungen dieses Körpers müssen kleiner sein als die Abmessungen des Körpers, mit dem das elektrische Feld erzeugt wird. Zu diesem Zweck können Sie eine kleine Metallkugel mit elektrischer Ladung verwenden. Es ist notwendig, die Ladung des Balls mit einem Elektrometer zu messen und ihn auf dem Feld zu platzieren. Die auf den Ball wirkende Kraft muss mit einem Dynamometer ausgeglichen werden. Danach werden die in Newton ausgedrückten Messwerte vom Dynamometer genommen. Wenn der Wert der Kraft durch den Wert der Ladung dividiert wird, erhält man den Wert der Spannung, ausgedrückt in Volt / Meter.
- Die Feldstärke an einem bestimmten Punkt, beliebig weit von der Ladung entfernt, wird zunächst durch Abstandsmessung bestimmt. Dann wird der Wert durch die resultierende Entfernung zum Quadrat dividiert. Auf das Ergebnis wird der Koeffizient 9*10^9 angewendet.
- Bei einem Kondensator beginnt die Bestimmung der Spannung mit der Messung der Spannung zwischen seinen Platten mit einem Voltmeter. Als nächstes müssen Sie den Abstand zwischen den Platten messen. Der Wert in Volt wird durch den Abstand zwischen den Platten in Metern geteilt. Das erhaltene Ergebnis ist der Wert der elektrischen Feldstärke.
