Ce este un câmp electric?
Atârnăm un cartuș încărcat pe un fir și aducem pe el o tijă de sticlă electrificată. Chiar și în absența contactului direct, manșonul de pe fir se abate de la poziția verticală, fiind atras de băț (Fig. 13).
Corpurile încărcate, după cum vedem, sunt capabile să interacționeze între ele la distanță. Cum se transmite acțiunea de la unul dintre aceste corpuri la altul? Poate că totul ține de aerul dintre ei? Să aflăm prin experiență.
Să punem un electroscop încărcat (cu ochelarii scoși) sub clopotul pompei de aer, după care vom pompa aer de sub ea. Vom vedea că în spațiul fără aer frunzele electroscopului încă se vor respinge între ele (Fig. 14). Aceasta înseamnă că aerul nu participă la transmiterea interacțiunii electrice. Atunci prin ce se realizează aceeași interacțiune a corpurilor încărcate? Răspunsul la această întrebare a fost dat în lucrările lor de către oamenii de știință englezi M. Faraday (1791-1867) și J. Maxwell (1831-1879).
Conform învățăturilor lui Faraday și Maxwell, spațiul din jurul unui corp încărcat diferă de spațiul din jurul corpurilor neelectrificate. Există un câmp electric în jurul corpurilor încărcate. Cu ajutorul acestui câmp se realizează interacțiunea electrică.
Electric camp este un tip special de materie care diferă de materie și există în jurul oricăror corpuri încărcate.
Este imposibil să-l vezi sau să-l atingi. Existența unui câmp electric poate fi judecată numai după acțiunile sale.
Proprietățile de bază ale câmpului electric
Experimentele simple fac posibilă stabilirea proprietățile de bază ale câmpului electric.
1. Câmpul electric al unui corp încărcat acționează cu o anumită forță asupra oricărui alt corp încărcat care se află în acest câmp..
Acest lucru este dovedit de toate experimentele privind interacțiunea corpurilor încărcate. Deci, de exemplu, un manșon încărcat, care se afla în câmpul electric al unui baston electrificat (vezi Fig. 13), a fost supus acțiunii unei forțe de atracție asupra acestuia.
2. În apropierea corpurilor încărcate, câmpul pe care îl creează este mai puternic și mult mai slab.
Pentru a verifica acest lucru, să trecem din nou la experimentul cu un cartuș încărcat (vezi Fig. 13). Să începem să aducem suportul cu cartușul mai aproape de bagheta încărcată. Vom vedea că pe măsură ce manșonul se apropie de băț, unghiul de abatere al firului de la verticală va deveni din ce în ce mai mare (Fig. 15). O creștere a acestui unghi indică faptul că, cu cât manșonul este mai aproape de sursa câmpului electric (un stick electrificat), cu atât acest câmp acționează mai multă forță asupra acestuia. Aceasta înseamnă că lângă un corp încărcat, câmpul creat de acesta este mai puternic decât departe.
Trebuie avut în vedere că nu numai stick-ul încărcat cu câmpul său electric acționează asupra manșonului încărcat, ci și manșonul, la rândul său, acționează asupra stick-ului cu câmpul său electric. Într-o astfel de acțiune reciprocă unul asupra celuilalt și se manifestă interacțiune electrică corpuri încărcate.
Câmpul electric se manifestă și în experimente cu dielectrici. Când un dielectric se află într-un câmp electric, părțile încărcate pozitiv ale moleculelor sale (nucleele atomice) sunt deplasate într-o direcție sub acțiunea câmpului, iar părțile încărcate negativ (electronii) sunt deplasate în cealaltă direcție. Acest fenomen se numește polarizare dielectrică. Polarizarea este cea care explică cele mai simple experimente privind atragerea bucăților ușoare de hârtie de către un corp electrificat. Aceste piese sunt în general neutre. Cu toate acestea, în câmpul electric al unui corp electrificat (de exemplu, o tijă de sticlă), acestea sunt polarizate. Pe suprafața piesei care este mai aproape de băț, apare o încărcătură în semn opus încărcării bastonului. Interacțiunea cu acesta duce la atragerea bucăților de hârtie către corpul electrificat.
forta electrica
Forța cu care acționează un câmp electric asupra unui corp (sau particule) încărcat se numește forta electrica:
Fel- forta electrica.
Sub acțiunea acestei forțe, o particulă dintr-un câmp electric capătă o accelerație A, care poate fi determinat folosind a doua lege a lui Newton:
Unde m este masa particulei date.
Din vremea lui Faraday, pentru o reprezentare grafică a unui câmp electric, se obișnuiește să se folosească linii de forță.
Linii de câmp electric sunt linii care indică direcția forței care acționează în acest câmp asupra unei particule încărcate pozitiv plasate în el. Liniile de forță ale câmpului creat de un corp încărcat pozitiv sunt prezentate în Figura 16, a. Figura 16, b prezintă liniile de forță ale câmpului creat de un corp încărcat negativ.
O imagine similară poate fi observată folosind un dispozitiv simplu numit sultan electric. După ce l-am informat despre încărcare, vom vedea cum toate benzile lui de hârtie se vor dispersa în direcții diferite și vor fi situate de-a lungul liniilor de forță ale câmpului electric (Fig. 17).
Când o particulă încărcată intră într-un câmp electric, viteza sa în acest câmp poate fie să crească, fie să scadă. Dacă sarcina particulelor q>0, atunci când se deplasează de-a lungul liniilor de forță, se va accelera, iar atunci când se mișcă în direcția opusă, se va încetini. Dacă sarcina particulelor q<0, то все будет наоборот ее скорость будет уменьшаться при движении в направлении силовых линий и увеличиваться при движении в противоположном направлении.
Este interesant de știut
Din subiectul de astăzi despre câmpul electric, am aflat că acesta există în spațiul care se află în jurul sarcinii electrice.
Să vedem cum, cu ajutorul liniilor de forță având o direcție, acest câmp electric poate fi reprezentat folosind grafice:
Probabil veți fi interesat să știți că câmpurile electrice de diferite puteri funcționează în atmosfera noastră. Dacă luăm în considerare câmpul electric din punctul de vedere al universului, atunci de obicei Pământul are o sarcină negativă, dar partea de jos a norilor este pozitivă. Și astfel de particule încărcate precum ionii sunt conținute în aer și conținutul acestuia variază în funcție de diferiți factori. Acești factori depind atât de perioada anului, cât și de condițiile meteorologice și de frecvența atmosferei.
Și din moment ce atmosfera este pătrunsă de aceste particule, care, fiind în mișcare continuă și care se caracterizează prin modificări fie la ioni pozitivi, fie negativi, tind să afecteze bunăstarea și sănătatea unei persoane. Și cel mai interesant lucru este că o mare predominanță a ionilor pozitivi în atmosferă poate provoca disconfort în corpul nostru.
Efectul biologic al câmpului electromagnetic
Și acum să vorbim despre efectul biologic al CEM asupra sănătății umane și impactul acestuia asupra organismelor vii. Se pare că organismele vii care se află în zona de influență a câmpului electromagnetic sunt supuse unor factori puternici ai influenței acestuia.
O ședere lungă în câmpul electromagnetic afectează negativ sănătatea și bunăstarea unei persoane. Deci, de exemplu, la o persoană cu boli alergice, o astfel de expunere la EMF poate provoca un atac de epilepsie. Și dacă o persoană rămâne într-un câmp electromagnetic mai mult timp, bolile se pot dezvolta nu numai ale sistemului cardiovascular și nervos, ci pot provoca și boli oncologice.
Oamenii de știință au dovedit că acolo unde există o acțiune puternică a câmpului electric, modificări de comportament pot fi observate și la insecte. Acest impact negativ se poate manifesta sub forma de agresivitate, anxietate si scaderea performantelor.
Sub o astfel de influență, dezvoltarea anormală poate fi observată și în rândul plantelor. Sub influența unui câmp electromagnetic din plante, dimensiunea, forma și numărul petalelor se pot schimba.
Fapte interesante legate de electricitate
Descoperirile în domeniul electricității sunt una dintre cele mai importante realizări ale omului, deoarece viața modernă fără această descoperire este acum chiar greu de imaginat.
Știți că în unele părți ale Africii și Americii de Sud există sate în care încă nu există electricitate. Și știi cum ies oamenii din această situație? Se dovedește că își luminează casele cu ajutorul unor insecte precum licuricii. Ei umplu borcanele de sticlă cu aceste insecte și se luminează cu ajutorul licuricilor.
Știți despre capacitatea albinelor de a acumula o sarcină pozitivă de electricitate în timpul zborului? Dar florile au o sarcină electrică negativă și datorită acestui fapt, polenul lor însuși este atras de corpul albinei. Dar cel mai interesant lucru este că câmpul unui astfel de contact între o albină și o floare modifică câmpul electric al plantei și, parcă, dă un semnal altor indivizi de albine despre absența polenului pe această plantă.
Dar în lumea peștilor, cei mai cunoscuți vânători electrici sunt razele. Pentru a-și neutraliza prada, raia o paralizează cu descărcări electrice.
Știați că anghilele electrice au cea mai puternică descărcare electrică. Acești pești de apă dulce au o tensiune de descărcare din care poate ajunge la 800 V.
Teme pentru acasă
1. Ce este un câmp electric?
2. Care este diferența dintre un câmp și o substanță?
3. Enumeraţi principalele proprietăţi ale câmpului electric.
4. Ce indică liniile câmpului electric?
5. Cum se mișcă accelerația unei particule încărcate într-un câmp electric?
6. În ce caz câmpul electric crește viteza particulei și în ce caz o scade?
7. De ce bucățile neutre de hârtie sunt atrase de un corp electrificat?
8. Explicați de ce, după ce sultanul electric este încărcat, benzile lui de hârtie diverg în direcții diferite.
Sarcina experimentală.
Electrificați pieptenele de pe păr, apoi atingeți-l cu o bucată mică de vată (puf). Ce se va întâmpla cu bumbacul? Agitați puful din pieptene și, când este în aer, faceți-l să se înalțe la aceeași înălțime, înlocuind un pieptene electrificat de jos la oarecare distanță. De ce nu mai cade puful? Ce o va ține în aer?
S.V. Gromov, I.A. Patria, Fizica clasa a 9-a
Un câmp electric este o formă specială a unui câmp care există în jurul corpurilor sau particulelor care au o sarcină electrică, precum și într-o formă liberă în unde electromagnetice. Câmpul electric este direct invizibil, dar poate fi observat prin acțiunea sa și cu ajutorul instrumentelor. Acțiunea principală a câmpului electric este accelerarea corpurilor sau particulelor care au sarcină electrică.Câmpul electric poate fi considerat ca un model matematic care descrie valoarea intensității câmpului electric într-un punct dat din spațiu. Douglas Giancoli scria: „Trebuie subliniat că domeniul nu este un fel de materie; mai corect, acesta este un concept extrem de util... Întrebarea despre „realitatea” și existența unui câmp electric este de fapt o întrebare filozofică, mai degrabă chiar metafizică. În fizică, conceptul de câmp s-a dovedit extrem de util – este una dintre cele mai mari realizări ale minții umane”.
Câmpul electric este una dintre componentele unui singur câmp electromagnetic și o manifestare a interacțiunii electromagnetice.
Proprietățile fizice ale câmpului electric
În prezent, știința nu a ajuns încă la o înțelegere a esenței fizice a unor câmpuri precum electric, magnetic și gravitațional, precum și a interacțiunii lor între ele. Până acum, rezultatele acțiunii lor mecanice asupra corpurilor încărcate au fost descrise doar și există și o teorie a undei electromagnetice, descrisă de Ecuațiile lui Maxwell.Efect de câmp - Efectul de câmp constă în faptul că atunci când un câmp electric acționează pe suprafața unui mediu conductiv electric din stratul său de suprafață, concentrația purtătorilor de sarcină liberi se modifică. Acest efect stă la baza funcționării tranzistoarelor cu efect de câmp.
Acțiunea principală a câmpului electric este efectul de forță asupra corpurilor sau particulelor încărcate electric staționari (în raport cu observatorul). Dacă un corp încărcat este fixat în spațiu, atunci nu accelerează sub acțiunea unei forțe. Un câmp magnetic (a doua componentă a forței Lorentz) exercită, de asemenea, o forță asupra sarcinilor în mișcare.
Observarea câmpului electric în viața de zi cu zi
Pentru a crea un câmp electric, este necesar să se creeze o sarcină electrică. Frecați un fel de dielectric pe lână sau ceva asemănător, cum ar fi un stilou de plastic pe propriul păr. O sarcină va fi creată pe mâner și un câmp electric în jurul acestuia. Un stilou încărcat va atrage mici bucăți de hârtie spre sine. Dacă freci un obiect de lățime mai mare, de exemplu, o bandă de cauciuc, pe lână, atunci în întuneric poți vedea mici scântei care decurg din descărcări electrice.Un câmp electric apare adesea lângă ecranul televizorului când televizorul este pornit sau oprit. Acest câmp poate fi simțit prin acțiunea sa asupra firelor de păr de pe brațe sau față.
Ce ne permite să afirmăm că există un câmp electric în jurul unui corp încărcat?
- Prezența stresului electromagnetic și a câmpurilor vortex.
- acțiunea unui câmp electric asupra unei sarcini.
experienta simpla:
1. Luați un băț de lemn și legați de el o mânecă dintr-un înveliș strălucitor de ciocolată cu un fir de mătase.
2. frecați mânerul pe păr sau lână
3. aduceți mânerul la mânecă - mâneca se va abate
acest lucru ne permite să afirmăm că în jurul unui corp încărcat (în acest caz, un stilou, există un câmp electric))) - ma ajuta cineva sa rezolv problema
http://answer.mail.ru/question/94520561 - este în manual)
- Link (electro.ru Intensitatea câmpului electric, electric. .)
- În spațiul din jurul unui corp încărcat electric există un câmp electric, care este unul dintre tipurile de materie. Câmpul electric are un depozit de energie electrică, care se manifestă sub forma unor forțe electrice care acționează asupra corpurilor încărcate din câmp.
Câmpul electric este reprezentat în mod convențional sub formă de linii electrice de forță, care arată direcția de acțiune a forțelor electrice create de câmpul electric.
Liniile electrice de forță diverg în direcții diferite față de corpurile încărcate pozitiv și converg către corpurile cu sarcină negativă. Câmpul creat de două plăci paralele plate încărcate opus se numește uniform.
Un câmp electric poate fi făcut vizibil prin plasarea particulelor de gips suspendate în ulei lichid în el: ele se rotesc de-a lungul câmpului, situat de-a lungul liniilor sale de forță. Un câmp omogen este un câmp electric în care intensitatea este aceeași ca mărime și direcție în toate punctele din spațiu.Wikipedia: Pentru a cuantifica câmpul electric, se introduce o caracteristică de forță - intensitatea câmpului electric - o mărime fizică vectorială egală cu raportul dintre forța cu care acționează câmpul asupra unei sarcini de test pozitive plasate într-un punct dat din spațiu și mărimea a acestei taxe. Direcția vectorului de tensiune coincide în fiecare punct din spațiu cu direcția forței care acționează asupra sarcinii de testare pozitive.
Câmpul dintre două plăci de metal plate încărcate opus este aproximativ uniform. Într-un câmp electric uniform, liniile de tensiune sunt paralele între ele. - Încărcați-vă și turnați puful pe voi de pe pernă. Totul va fi foarte clar.
- Dacă aduci la primul obiect încărcat electric altul, tot el. obiect încărcat, puteți vedea interacțiunea lor, ceea ce demonstrează existența unui câmp electric.
- Vă permite să citiți legile fizicii
- Un câmp electric este o formă specială de materie care există în jurul corpurilor sau particulelor care au o sarcină electrică, precum și într-o formă liberă în unde electromagnetice. Câmpul electric este direct invizibil, dar poate fi observat prin acțiunea sa și cu ajutorul instrumentelor. Acțiunea principală a câmpului electric este accelerarea corpurilor sau particulelor care au sarcină electrică.
Câmpul electric poate fi considerat ca un model matematic care descrie valoarea intensității câmpului electric într-un punct dat din spațiu. Douglas Giancoli scria: „Trebuie subliniat că domeniul nu este un fel de materie; mai corect, acesta este un concept extrem de util... Întrebarea despre „realitatea” și existența unui câmp electric este de fapt o întrebare filozofică, mai degrabă chiar metafizică. În fizică, conceptul de câmp s-a dovedit extrem de util - este una dintre cele mai mari realizări ale minții umane.
Câmpul electric este una dintre componentele unui singur câmp electromagnetic și o manifestare a interacțiunii electromagnetice.
Proprietățile fizice ale câmpului electric
În prezent, știința nu a ajuns încă la o înțelegere a esenței fizice a unor câmpuri precum electric, magnetic și gravitațional, precum și a interacțiunii lor între ele. Până acum, rezultatele acțiunii lor mecanice asupra corpurilor încărcate au fost descrise doar și există și o teorie a undei electromagnetice, descrisă de Ecuațiile lui Maxwell.Efect de câmp - Efectul de câmp constă în faptul că atunci când un câmp electric acționează pe suprafața unui mediu conductiv electric din stratul său de suprafață, concentrația purtătorilor de sarcină liberi se modifică. Acest efect stă la baza funcționării tranzistoarelor cu efect de câmp.
Acțiunea principală a câmpului electric este efectul de forță asupra corpurilor sau particulelor încărcate electric staționari (în raport cu observatorul). Dacă un corp încărcat este fixat în spațiu, atunci nu accelerează sub acțiunea unei forțe. Un câmp magnetic (a doua componentă a forței Lorentz) exercită, de asemenea, o forță asupra sarcinilor în mișcare.
Observarea câmpului electric în viața de zi cu zi
Pentru a crea un câmp electric, este necesar să se creeze o sarcină electrică. Frecați un fel de dielectric pe lână sau ceva asemănător, cum ar fi un stilou de plastic pe propriul păr. O sarcină va fi creată pe mâner și un câmp electric în jurul acestuia. Un stilou încărcat va atrage mici bucăți de hârtie spre sine. Dacă freci un obiect de lățime mai mare, de exemplu, o bandă de cauciuc, pe lână, atunci în întuneric poți vedea mici scântei rezultate din descărcări electrice.Un câmp electric apare adesea lângă ecranul televizorului când televizorul este pornit sau oprit. Acest câmp poate fi simțit prin acțiunea sa asupra firelor de păr de pe brațe sau față.
