ЭЛЕКТРИЧИСКИЕ ПОЛЯ
Секция: Физико-математические науки
лауреатов
участников
лауреатов
участников
LX Студенческая международная научно-практическая конференция «Технические и математические науки. Студенческий научный форум»
ЭЛЕКТРИЧИСКИЕ ПОЛЯ
В этой статье мы рассмотрим электрическое поле. Мы объясним вам, что подразумевается под электрическим полем и какие свойства у него есть. Мы также углубимся в напряженность электрического поля. Эта статья относится к области физики. Электрическое поле - это пространство вокруг электрического заряда, в котором на заряды действуют силы. Для графической иллюстрации нарисованы так называемые силовые линии, отражающие важные свойства электростатического поля:
- Полевые линии всегда проходят от одного заряда к другому. Начало и конец силовой линии всегда отмечены электрическим зарядом. Полевые линии никогда не могут начинаться или заканчиваться на пустом месте.
- Силовые линии на поверхности проводника всегда вертикальны.
- Линии поля никогда не пересекаются и никогда не сходятся.
- Силовые линии проходят от положительного заряда к отрицательному.
Электрическое поле – феномен, который изучает классическая электродинамика. Наряду с магнитным и электромагнитным полем термин «электрическое поле» является одним из фундаментальных в современной физической науке. С использованием этого термина и понятия электрического заряда можно описать намного большее количество природных явлений, чем может показаться неосведомлённому в физике человеку.
Электрическим полем называется специфическая разновидность материи, формируемая микротелами, имеющими заряды. Тем не менее, это не только совокупность заряженных тел: данным термином именуется также микрополе, которое формирует в пространстве каждое заряженное тело. Именно совокупность этих микрополей и создаёт электрические поля в привычном для нас понимании. Существование и непрерывное функционирование электрического поля обусловлено непрерывным взаимодействием частиц, имеющих заряды, в ходе которого они непосредственно сообщают электромагнитную энергию один другому посредством электрических полей, которые окружают каждое из них. Графически электрическое поле следует изображать в виде схематичной совокупности линий, в физической науке именуемых силовыми. Благодаря достижениям современной физики мы знаем, что электрические силы объясняют все химические и физические свойства веществ, от атома до животной клетки. Естествоиспытателями, которые заложили фундамент научного знания об электрическом поле, были Андре-Мари Ампер, Майкл Фарадей и Джеймс Клерк Максвелл.
электрическое поле — вид материи, который окружает каждый электрический заряд, а также возникает при наличии изменяющегося во времени магнитного поля, и оказывает силовое воздействие на все покоящиеся заряды, притягивая или отталкивая их.
Электрическое поле математически определяется как векторное поле, которое связывает с каждой точкой в пространстве силу (электростатическую, или кулоновскую) на единицу заряда, приложенную к бесконечно малому положительному пробному заряду, покоящемуся в этой точку. Величина указанного векторного поля называется его напряжённостью (обозначение:E). В системе СИ единица измерения напряжённости электрического поля: вольт на метр (В/м) или, что то же самое, ньютон на кулон (Н/Кл).
Электрические и магнитные поля рассматриваются как проявления более общей физической реальности — электромагнитного поля, ответственного за одно из фундаментальных взаимодействий природы (наряду с гравитационным, сильным и слабым). Частным случаем электрического поля является электростатическое. Электрические поля важны во многих областях физики и используются практически в электротехнике. Например, в атомной физике и химии электрическое поле — это сила удерживающая атомное ядро и электроны вместе в атомах. Эта сила отвечает за химические связи между атомами, в результате которых образуются молекулы. Другие использования электрических полей включают обнаружение движения посредством ёмкостных методов и растущее число диагностических и терапевтических медицинских применений. Электростатическое поле обладает свойством потенциальности, то есть работа поля по перемещению в нём заряда зависит только от начального и конечного положений этого заряда, но не от вида траектории.
Силовые линии электростатического поля всегда незамкнуты: начинаются на положительных зарядах (или же на бесконечности) и заканчиваются на отрицательных зарядах (или на бесконечности). При этом, как и силовые линии других векторных полей, они не пересекаются и не касаются друг друга, а густота их тем больше, чем больше напряжённость поля в данном месте.
Аналогом электростатического поля, в плане математического описания, во многом является гравитационное поле, для которого логическую роль закона Кулона перенимает закон всемирного тяготения, а вместо точечного заряда рассматривается точечная масса. Но гравитационная сила, в отличие от электростатической, всегда является силой притяжения.