O que é um campo elétrico?

Penduramos uma caixa de cartucho carregada em um fio e trazemos uma haste de vidro eletrificada para ela. Mesmo na ausência de contato direto, a luva na rosca desvia-se da posição vertical, sendo atraída pelo bastão (Fig. 13).

Corpos carregados, como vemos, são capazes de interagir uns com os outros à distância. Como a ação é transmitida de um desses corpos para outro? Talvez seja tudo sobre o ar entre eles? Vamos descobrir por experiência.

Vamos colocar um eletroscópio carregado (com os óculos removidos) sob a campânula da bomba de ar, após o que bombearemos ar por baixo dela. Veremos que no espaço sem ar as folhas do eletroscópio ainda se repelem (Fig. 14). Isso significa que o ar não participa da transmissão da interação elétrica. Então por meio do que toda a mesma interação dos corpos carregados se executa? A resposta a esta pergunta foi dada em seus trabalhos pelos cientistas ingleses M. Faraday (1791-1867) e J. Maxwell (1831-1879).

De acordo com os ensinamentos de Faraday e Maxwell, o espaço ao redor de um corpo carregado difere do espaço ao redor de corpos não eletrificados. Existe um campo elétrico em torno de corpos carregados. Com a ajuda deste campo, a interação elétrica é realizada.

Elétrico campoé um tipo especial de matéria que difere da matéria e existe em torno de quaisquer corpos carregados.

É impossível vê-lo ou tocá-lo. A existência de um campo elétrico só pode ser julgada por suas ações.

Propriedades básicas do campo elétrico

Experimentos simples permitem estabelecer Propriedades básicas do campo elétrico.

1. O campo elétrico de um corpo carregado atua com alguma força sobre qualquer outro corpo carregado que esteja neste campo..

Isso é evidenciado por todos os experimentos sobre a interação de corpos carregados. Assim, por exemplo, uma manga carregada, que estava no campo elétrico de um bastão eletrificado (veja a Fig. 13), foi submetida à ação de uma força atrativa sobre ela.

2. Perto de corpos carregados, o campo que eles criam é mais forte e muito mais fraco.

Para verificar isso, voltemos novamente ao experimento com uma caixa de cartucho carregada (veja a Fig. 13). Vamos começar a aproximar o suporte com o estojo do cartucho da varinha carregada. Veremos que à medida que a luva se aproxima do bastão, o ângulo de desvio da rosca em relação à vertical se tornará cada vez maior (Fig. 15). Um aumento neste ângulo indica que quanto mais próxima a manga estiver da fonte do campo elétrico (um bastão eletrificado), mais força esse campo atua sobre ela. Isso significa que perto de um corpo carregado, o campo criado por ele é mais forte do que longe.

Deve-se ter em mente que não apenas a vareta carregada com seu campo elétrico atua na manga carregada, mas a manga, por sua vez, atua na vareta com seu campo elétrico. Em tal ação mútua um sobre o outro e se manifesta interação elétrica corpos carregados.

O campo elétrico também se manifesta em experimentos com dielétricos. Quando um dielétrico está em um campo elétrico, as partes carregadas positivamente de suas moléculas (núcleos atômicos) são deslocadas em uma direção sob a ação do campo, e as partes carregadas negativamente (elétrons) são deslocadas na outra direção. Esse fenômeno é chamado polarização dielétrica. É a polarização que explica os experimentos mais simples sobre a atração de pedaços de papel leves por um corpo eletrificado. Essas peças são geralmente neutras. No entanto, no campo elétrico de um corpo eletrificado (por exemplo, um bastão de vidro), eles são polarizados. Na superfície da peça que está mais próxima da vareta, aparece uma carga de sinal oposto ao da carga da vareta. A interação com ele leva à atração de pedaços de papel para o corpo eletrificado.

força elétrica

A força com que um campo elétrico atua sobre um corpo carregado (ou partícula) é chamada de força elétrica:

Vil- força elétrica.

Sob a ação desta força, uma partícula em um campo elétrico adquire uma aceleração uma, que pode ser determinado usando a segunda lei de Newton:

Onde mé a massa da partícula dada.

Desde a época de Faraday, para uma representação gráfica de um campo elétrico, é costume usar linhas de força.

Linhas de campo elétrico são linhas que indicam a direção da força que atua neste campo sobre uma partícula carregada positivamente colocada nele. As linhas de força do campo criado por um corpo carregado positivamente são mostradas na Figura 16, a. A Figura 16, b mostra as linhas de força do campo criado por um corpo carregado negativamente.

Uma imagem semelhante pode ser observada usando um dispositivo simples chamado sultão elétrico. Tendo informado da carga, veremos como todas as suas tiras de papel se dispersarão em diferentes direções e se localizarão ao longo das linhas de força do campo elétrico (Fig. 17).

Quando uma partícula carregada entra em um campo elétrico, sua velocidade nesse campo pode aumentar ou diminuir. Se a carga da partícula q>0, então, ao se mover ao longo das linhas de força, ela acelerará e, ao se mover na direção oposta, diminuirá a velocidade. Se a carga da partícula q<0, то все будет наоборот ее скорость будет уменьшаться при движении в направлении силовых линий и увеличиваться при движении в противоположном направлении.

É interessante saber

Do tópico de hoje sobre o campo elétrico, aprendemos que ele existe no espaço que está ao redor da carga elétrica.

Vamos ver como, com a ajuda de linhas de força com direção, esse campo elétrico pode ser representado por meio de gráficos:

Você provavelmente estará interessado em saber que campos elétricos de várias intensidades funcionam em nossa atmosfera. Se considerarmos o campo elétrico do ponto de vista do universo, geralmente a Terra tem uma carga negativa, mas a parte inferior das nuvens é positiva. E partículas carregadas como íons estão contidas no ar e seu conteúdo varia dependendo de vários fatores. Esses fatores dependem tanto da época do ano quanto das condições climáticas e da frequência da atmosfera.

E como a atmosfera é permeada por essas partículas, que, estando em movimento contínuo e caracterizadas por mudanças nos íons positivos ou negativos, tendem a afetar o bem-estar e a saúde de uma pessoa. E o mais interessante é que uma grande predominância de íons positivos na atmosfera pode causar desconforto em nosso organismo.

O efeito biológico do campo eletromagnético

E agora vamos falar sobre o efeito biológico dos CEM na saúde humana e seu impacto nos organismos vivos. Acontece que os organismos vivos que estão na zona de influência do campo eletromagnético estão sujeitos a fortes fatores de sua influência.

Uma longa permanência no campo do campo eletromagnético afeta negativamente a saúde e o bem-estar de uma pessoa. Assim, por exemplo, em uma pessoa com doenças alérgicas, essa exposição a EMF pode causar um ataque epiléptico. E se uma pessoa permanece em um campo eletromagnético por mais tempo, doenças podem se desenvolver não apenas nos sistemas cardiovascular e nervoso, mas também causar doenças oncológicas.

Os cientistas comprovaram que onde há uma forte ação do campo elétrico, mudanças comportamentais também podem ser observadas nos insetos. Esse impacto negativo pode se manifestar na forma de agressividade, ansiedade e diminuição do desempenho.

Sob tal influência, o desenvolvimento anormal também pode ser observado entre as plantas. Sob a influência de um campo eletromagnético nas plantas, o tamanho, a forma e o número de pétalas podem mudar.

Fatos interessantes relacionados à eletricidade

As descobertas no campo da eletricidade são uma das conquistas mais importantes do homem, porque a vida moderna sem essa descoberta agora é até difícil de imaginar.

Você sabe que em algumas partes da África e da América do Sul existem vilarejos onde ainda não há eletricidade? E você sabe como as pessoas saem dessa situação? Acontece que eles iluminam suas casas com a ajuda de insetos como vaga-lumes. Eles enchem potes de vidro com esses insetos e se iluminam com a ajuda de vaga-lumes.

Você conhece a capacidade das abelhas de acumular uma carga positiva de eletricidade durante o voo? Mas as flores têm uma carga elétrica negativa e, devido a isso, seu próprio pólen é atraído para o corpo da abelha. Mas o mais interessante é que o campo de tal contato entre uma abelha e uma flor altera o campo elétrico da planta e, por assim dizer, dá um sinal para outros indivíduos de abelhas sobre a ausência de pólen nesta planta.

Mas no mundo dos peixes, os caçadores elétricos mais famosos são as arraias. Para neutralizar sua presa, a arraia a paralisa com descargas elétricas.

Você sabia que as enguias elétricas têm a descarga elétrica mais forte. Estes peixes de água doce têm uma tensão de descarga que pode chegar a 800 V.

Trabalho de casa

1. O que é um campo elétrico?
2. Qual é a diferença entre um campo e uma substância?
3. Liste as principais propriedades do campo elétrico.
4. O que indicam as linhas do campo elétrico?
5. Como é a aceleração de uma partícula carregada se movendo em um campo elétrico?
6. Em que caso o campo elétrico aumenta a velocidade da partícula e em que caso a diminui?
7. Por que pedaços de papel neutros são atraídos por um corpo eletrificado?
8. Explique por que, depois que o sultão elétrico é carregado, suas tiras de papel divergem em direções diferentes.

Tarefa experimental.

Eletrifique o pente no cabelo e toque-o com um pequeno pedaço de algodão (fluff). O que acontecerá com o algodão? Sacuda a penugem do pente e, quando estiver no ar, faça-a subir à mesma altura, substituindo-a por um pente eletrificado por baixo a alguma distância. Por que o cotão para de cair? O que a manterá no ar?

S.V. Gromov, I. A. Pátria, Física, 9º ano

Um campo elétrico é uma forma especial de um campo que existe ao redor de corpos ou partículas que possuem carga elétrica, bem como de forma livre em ondas eletromagnéticas. O campo elétrico é diretamente invisível, mas pode ser observado por sua ação e com a ajuda de instrumentos. A principal ação do campo elétrico é a aceleração de corpos ou partículas que possuem carga elétrica.

O campo elétrico pode ser considerado como um modelo matemático que descreve o valor da intensidade do campo elétrico em um determinado ponto do espaço. Douglas Giancoli escreveu: “Deve-se enfatizar que o campo não é um tipo de matéria; mais corretamente, este é um conceito extremamente útil... A questão da "realidade" e da existência de um campo elétrico é na verdade uma questão filosófica, até mesmo metafísica. Na física, o conceito de campo provou ser extremamente útil - é uma das maiores conquistas da mente humana."

O campo elétrico é um dos componentes de um único campo eletromagnético e uma manifestação da interação eletromagnética.

Propriedades físicas do campo elétrico

Atualmente, a ciência ainda não alcançou uma compreensão da essência física de campos como elétrico, magnético e gravitacional, bem como sua interação entre si. Até agora, os resultados de sua ação mecânica sobre corpos carregados foram apenas descritos, e há também uma teoria de uma onda eletromagnética, descrita pelas Equações de Maxwell.

Efeito de campo - O efeito de campo reside no fato de que quando um campo elétrico atua na superfície de um meio eletricamente condutor em sua camada superficial, a concentração de portadores de carga livre muda. Este efeito é a base da operação dos transistores de efeito de campo.

A principal ação do campo elétrico é o efeito da força sobre corpos ou partículas eletricamente carregadas estacionárias (em relação ao observador). Se um corpo carregado está fixo no espaço, ele não acelera sob a ação de uma força. Um campo magnético (o segundo componente da força de Lorentz) também exerce uma força sobre cargas em movimento.

Observação do campo elétrico na vida cotidiana

Para criar um campo elétrico, é necessário criar uma carga elétrica. Esfregue algum tipo de dielétrico em lã ou algo semelhante, como uma caneta de plástico em seu próprio cabelo. Uma carga será criada na alça e um campo elétrico ao redor dela. Uma caneta carregada atrairá pequenos pedaços de papel para si mesma. Se você esfregar um objeto de maior largura, por exemplo, um elástico, em lã, no escuro poderá ver pequenas faíscas decorrentes de descargas elétricas.

Um campo elétrico geralmente ocorre perto da tela da televisão quando o aparelho de TV é ligado ou desligado. Este campo pode ser sentido por sua ação nos pelos dos braços ou do rosto.

O que nos permite afirmar que existe um campo elétrico em torno de um corpo carregado?

• A presença de tensões eletromagnéticas e campos de vórtices.
• a ação de um campo elétrico sobre uma carga.
  experiência simples:
  1. Você pega uma vara de madeira e amarra uma manga feita de uma embalagem de chocolate brilhante com um fio de seda.
  2. esfregue o cabo no cabelo ou lã
  3. traga a alça para a manga - a manga se desviará
  isso nos permite afirmar que em torno de um corpo carregado (neste caso, uma caneta, existe um campo elétrico)))
• alguem me ajuda a resolver o problema
  http://answer.mail.ru/question/94520561
• está no livro didático)
• Link (electrono.ru Força do campo elétrico, elétrico. .)
  - No espaço ao redor de um corpo eletricamente carregado existe um campo elétrico, que é um dos tipos de matéria. O campo elétrico possui uma reserva de energia elétrica, que se manifesta na forma de forças elétricas atuando sobre corpos carregados no campo.
  O campo elétrico é convencionalmente representado na forma de linhas elétricas de força, que mostram a direção de ação das forças elétricas criadas pelo campo elétrico.
  As linhas de força elétrica divergem em direções diferentes de corpos carregados positivamente e convergem em corpos com carga negativa. O campo criado por duas placas planas paralelas de cargas opostas é chamado de uniforme.
  Um campo elétrico pode ser tornado visível colocando nele partículas de gesso suspensas em óleo líquido: elas giram ao longo do campo, localizadas ao longo de suas linhas de força. Um campo homogêneo é um campo elétrico no qual a intensidade é a mesma em magnitude e direção em todos os pontos do espaço.

  Wikipedia: Para quantificar o campo elétrico, é introduzida uma característica de força - a intensidade do campo elétrico - uma quantidade física vetorial igual à razão da força com a qual o campo atua sobre uma carga de teste positiva colocada em um determinado ponto no espaço para a magnitude desta cobrança. A direção do vetor de tensão coincide em cada ponto no espaço com a direção da força que atua sobre a carga de teste positiva.
  Aproximadamente uniforme é o campo entre duas placas de metal planas com cargas opostas. Em um campo elétrico uniforme, as linhas de tensão são paralelas entre si.

• Carregue-se e despeje o cotão em si mesmo do travesseiro. Tudo ficará muito claro.
• Se você trouxer para o primeiro objeto eletricamente carregado outro, também el. objeto carregado, você pode ver sua interação, o que prova a existência de um campo elétrico.
• Permite que você leia as leis da física
• Um campo elétrico é uma forma especial de matéria que existe ao redor de corpos ou partículas que possuem carga elétrica, bem como de forma livre em ondas eletromagnéticas. O campo elétrico é diretamente invisível, mas pode ser observado por sua ação e com a ajuda de instrumentos. A principal ação do campo elétrico é a aceleração de corpos ou partículas que possuem carga elétrica.

  O campo elétrico pode ser considerado como um modelo matemático que descreve o valor da intensidade do campo elétrico em um determinado ponto do espaço. Douglas Giancoli escreveu: “Deve-se enfatizar que o campo não é um tipo de matéria; mais corretamente, este é um conceito extremamente útil... A questão da "realidade" e da existência de um campo elétrico é na verdade uma questão filosófica, até mesmo metafísica. Na física, o conceito de campo provou ser extremamente útil - é uma das maiores conquistas da mente humana.

  O campo elétrico é um dos componentes de um único campo eletromagnético e uma manifestação da interação eletromagnética.

  Propriedades físicas do campo elétrico
  Atualmente, a ciência ainda não alcançou uma compreensão da essência física de campos como elétrico, magnético e gravitacional, bem como sua interação entre si. Até agora, os resultados de sua ação mecânica sobre corpos carregados foram apenas descritos, e há também uma teoria de uma onda eletromagnética, descrita pelas Equações de Maxwell.

  Efeito de campo - O efeito de campo reside no fato de que quando um campo elétrico atua na superfície de um meio eletricamente condutor em sua camada superficial, a concentração de portadores de carga livre muda. Este efeito é a base da operação dos transistores de efeito de campo.

  A principal ação do campo elétrico é o efeito da força sobre corpos ou partículas eletricamente carregadas estacionárias (em relação ao observador). Se um corpo carregado está fixo no espaço, ele não acelera sob a ação de uma força. Um campo magnético (o segundo componente da força de Lorentz) também exerce uma força sobre cargas em movimento.

  Observação do campo elétrico na vida cotidiana
  Para criar um campo elétrico, é necessário criar uma carga elétrica. Esfregue algum tipo de dielétrico em lã ou algo semelhante, como uma caneta de plástico em seu próprio cabelo. Uma carga será criada na alça e um campo elétrico ao redor dela. Uma caneta carregada atrairá pequenos pedaços de papel para si mesma. Se você esfregar um objeto de maior largura, por exemplo, um elástico, na lã, no escuro poderá ver pequenas faíscas que surgem devido a descargas elétricas.

  Um campo elétrico geralmente ocorre perto da tela da televisão quando o aparelho de TV é ligado ou desligado. Este campo pode ser sentido por sua ação nos pelos dos braços ou do rosto.

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