在这次讲座中,我们将学习电场,电场线的性质和叠加原理。您可以观看以下视频或阅读下面的书面教程。
两个电荷的物体互相施加力。即使它们不接触,它们也会互相发挥力量。这个力量被称为距离距离。
什么是电场?
如果我们有一个收费的对象,我们实际上可以预测其他人会发生什么电荷当他们靠近那个物体的时候。
带电物体改变它周围的空间,形成一个电场。电场有一种能力,它能对置于电场任意一点的另一个电荷施加力。
当我们谈到库仑的法律我们观察了两个电荷之间的力量作为两个物体之间的动作,现在我们将遵守电力作为电场对进入该字段的充电的动作的动作。
迈克尔·法拉第是英国科学家,是第一个提出电场概念的人。一个字段可以是:
- 在场源周围空间的所有点上可以得到一个值的任何量;或
- “影响地区”。
电场是如何工作的?
首先,电场的强度是矢量数量,具有幅度和方向。在某个点处的场的方向实际上是与作用在该点处的正电荷上的力相同的方向。
让我们说,由资本Q表示存在积极的积分费用。为了看到这笔费用对其他费用的影响,我们将引入其影响力的较小的正面测试电荷,由Q表示。
我们引入一个小的测试电荷的原因是,我们想要一个与测试电荷大小无关的值,这个值只取决于电场的源以及与源的距离。
测试电荷始终是正的定义。两次收费都会产生电场,但大Q比小Q更大的数量。点充电Q修改其周围的空间并设置电场。
电场公式
现在我们可以测量磁场。
由带电物体产生的电场实际上是对象和测试电荷之间的电力,除以该测试电荷的大小。库仑的法律将帮助我们找到力量。
因此,代替首都F,我们将使用库仑的法律方程式。
在这里,我们可以注意到小Q在这个方程式中出现两次,因此它取消了,我们得到了仅包括点充电的等式。
最后,点电荷产生的电场强度等于库仑常数乘以产生电场的物体上的电荷,除以物体和测试电荷之间的距离的平方。
这里我们有正的点电荷和正的测试电荷,结果有一个正号,意味着带正电的物体会排斥带正电的测试电荷。这就是为什么电场图上的箭头是向外的。
对于负的点电荷,和正的测试电荷,我们有一个吸引力,它由方程中的负号表示。
带负电物体的电场线图看起来像带正电的物体的那样,但是用箭头指向向内,这意味着负电荷的对象Q将吸引正测试电荷。
电场的测量单位是牛顿/库仑,或伏特/表。
即使附近没有测试电荷来测量,电场也存在。同样,地球周围也有引力场,即使附近没有“测试质量”来测量它。
如果我们知道点电荷的值和电场强度的值,我们就可以很容易地计算力,只要把这些值相乘。
例子
例如,我们的点电荷Q等于1×10-8库仑。此外,我们在50厘米的距离下有1个库仑的测试电量。那么,电场50厘米远离点电荷是多少?
该点的电场将是Coulomb的恒定乘以电荷产生场,除以点电荷和测试电荷平方之间的距离。这等于9×109nm2 / c2倍1×10-8c,除以(0.5米)2。
在这里,我们可以取消米和库仑,这为我们提供了纽泰尔/库仑。这等于90除以0.25牛顿/库仑。最后,在50cm距离处产生的点电荷的电场的大小是360牛顿/库仑。
施加在测试电荷上的力将等于电场倍增的测试电荷,这是1个库仑乘以360牛仑/库仑。在这里,库仑抵消,并且施加在1个Coulomb的力将是360牛顿。
这里我们可以注意到,点电荷和测试电荷都是正的,所以力是排斥力,也就是说,力的方向是向外的。
叠加原理
叠加原理也适用于电场。
假设我们有两点指控Q1和Q2,我们在附近带来了正面测试收费。Q1是阳性的,并且Q2是负电荷。Q1在Q上适用的力是排斥的,并且Q2在Q上适用的力是有吸引力的。
叠加原理可以帮助我们计算由多点电荷产生的总电场,这只是所有各个字段的总和。
换句话说,来自作用在测试电荷上的电荷系统的点处的总电场等于从每个单独电荷的该点处的电场的矢量和。
利用方程,我们可以计算出总电场E,它等于E1 + E2:
电场线
放置在Q附近的各个点处的小的正测试电荷Q将被Q排斥(或吸引)并沿线移动。这些载体称为力线,或电场线,由Michael Faraday首次引入的概念。
它们展示了在任何附近的正面测试电荷上应用的力的方向和大小。如果放置在现场,它实际上是移动正电荷将移动的方向。
电场线的性质
让我们看看两次类似幅度的指控之间的领域,但相反的标志。它们形成电偶极子。
现在我们把它们的电场连起来,形成一个总电场。
如果我们注意这款总电场,它将揭示电场线的四个重要属性。
- 线总是以正电荷开始,以负电荷结束。在我们的例子中,线从带正电的物体开始,向带负电的物体移动。每个粒子都有相同数量的线因为它们的电荷大小相等,相反。
- 电场线在任何一点上都必须与电场方向相切。
- 线的紧密程度表示磁场的强度。线密度越大,电场的大小就越大,反之亦然。
- 界限永远不会交叉。电荷不能同时向两个方向运动。
好的,这就是本教程的全部。我希望你喜欢它并学到了新的东西。在下一个基本的电子教程中,我们将讨论yabo7. com工作和潜力。
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