A szilárdság meghatározása az elektromos mező bármely pontján
A lecke célja az elektromos mező erejének fogalmát és annak meghatározását a mező bármely pontján.
- az elektromos térerősség fogalmának kialakulása; adjon ötletet a feszültségvonalakról és az elektromos tér grafikus ábrázolásáról;
- tanítsd a tanulókat arra, hogy az E = kq / r 2 képletet alkalmazzuk a feszültség kiszámításának egyszerű problémáinak megoldására.
Az elektromos mező az anyag különleges formája, amelynek létezését csak a cselekvés határozhatja meg. Kísérletileg bebizonyosodott, hogy kétfajta töltés van, amelyek köré az erővonalakkal jellemezhető elektromos mezők vannak.
Grafikailag ábrázolja a mezőt, nem szabad elfelejteni, hogy az elektromos térerősség vonalai:
- ne keressenek egymással bárhol;
- van egy pozitív töltés (vagy végtelen) kezdete, és egy negatív (vagy végtelen) vég, vagyis nem zárt vonalak;
- a díjak között nincs semmilyen megszakítás.
Pozitív töltésvonalak:
Negatív töltésvonalak:
Az azonos kölcsönható díjakra vonatkozó erővonalak:
Az egymással kölcsönös díjakkal ellentétes erővonalak:
Az elektromos mező erőssége az intenzitás, amelyet az E betű jelez, mérési egységekkel vagy. A stressz vektor mennyisége, mivel azt a Coulomb erő és az egyetlen pozitív töltés aránya határozza meg
A Coulomb törvényformának és az intenzitás-formula átalakulásának eredményeképpen a térerősség függ az attól a távolságtól, amelyen meghatározzuk az adott töltés tekintetében
ahol: k - arányossági együttható, amelynek értéke az elektromos töltésű egységek választásától függ.
Az SI rendszerben Nm 2 / Cl 2.
ahol # 949; 0 az elektromos állandó, amely egyenlő 8,85 · 10 -12 Cl2 / N · m 2;
q - elektromos töltés (Cl);
r a töltéstől a feszültség meghatározásáig eltelt távolság.
A feszítővektor iránya egybeesik a Coulomb erő irányával.
Egy villamos mezőt, amelynek intenzitása ugyanolyan a tér minden pontján, homogén. Egy korlátozott térbeli térben az elektromos mező megközelítőleg homogénnek tekinthető, ha a térerő ezen a téren belül jelentéktelenné válik.
A több interaktív töltés teljes térerősségének megegyeznie kell a feszültségvektorok geometriai összegével, amely a mezők szuperpozíciójának elve:
Vegyünk néhány esetet az intenzitás meghatározására.
1. Hagyja egymással kölcsönösen egymással különböző díjakat. Helyezzen egy pont pozitív töltést köztük, akkor ebben a pontban két vektor húzódik az egyik oldalon:
E31 - a 3 ponttöltet intenzitása az 1 töltés oldalán;
Az E32 a töltési oldal 2 töltési töltetének intenzitása.
A mezők szuperponálásának elve szerint a teljes térerősség egy adott pontban megegyezik az E31 és E32 stresszvektorok geometriai összegével.
Az adott ponton a feszültséget a következő képlet határozza meg:
ahol: r az első és a második töltés közötti távolság;
x az első és a ponttöltés közötti távolság.
2. Tekintse meg az esetet, amikor az erősséget egy második töltésnél távolabbra kell találni. Tekintettel arra, hogy a területen az első töltés nagyobb, mint a területen a második díjat, a feszültség ezen a ponton megegyezik a mező E31 és E32 geometriai különbség a feszültség.
A feszültségképlet egy adott ponton:
E = kql / (r + a) 2-kq2 / a2
Ahol: r az interaktív töltések közötti távolság;
a a második és a ponttöltés közötti távolság.
3. Nézzünk egy példát, ahol meg kell határozni a térerősséget egy bizonyos távolságra mind az első, mind a második töltéstől, ebben az esetben a r távolságtól az elsőtől a b töltéstől a második töltésig. Mivel a hasonló díjak taszítják. és a vonzástól eltérően két vektor húzódik egy pontból, majd hozzáadásukhoz alkalmazhatjuk a módszert az ellentétes szögre a paralelogramma lesz a feszültség teljes vektora. Megtaláljuk a vektorok algebrai összegét Pitagorasz tételéből:
Ebből a levélből következik, hogy a mező bármely pontján lévő intenzitás meghatározható a kölcsönható töltések értékeinek, az egyes töltéseknek az adott ponttól való távolságának és az elektromos állandónak a megismerésével.
4. A téma meghatározása.