Електрически интензивност поле 1

От това определение става ясно, защо силата на електричното поле е понякога се нарича мощност характеристика на електрическото поле (в действителност, за разлика от всички вектора сила, действаща върху една заредена частица в постоянно само [2] фактор).

Във всяка точка в пространството по всяко време има стойност вектор Е → >> (общо казано - Други [3] в различни точки в пространството) така, E → >> - е поле вектор. Формално, това се изразява в протокола

представлява интензитета на електрическото поле, като функция на пространствени координати (и време, като E → >> може да варира с времето). Това поле заедно с полето на вектора на магнитната индукция е електромагнитно поле [4]. и законите, на които се подчинява, е предмет на електродинамика.

Интензитетът на електрическото поле в класическата електродинамика Редактиране

От горното е ясно, че електрическото поле - един от основните основните количества от класическата електродинамика. В този физика може да се нарече сравнима с него само със стойността на вектора на магнитната индукция (заедно с вектора на електричното поле, представляващо областта на електромагнитната тензор) и електрическия заряд. От гледна точка на еднакво важни са възможностите на електромагнитното поле (които заедно образуват един електромагнитен потенциал).

• Другите понятия и количествата на класическата електродинамика, като електрически ток. плътност на тока. таксува плътност. векторът поляризация. и допълнителен електрически индукция поле и на магнитното поле - макар и доста важно и значимо, но стойността е много по-малък, а в действителност може да се счита, полезни и значими, но помощни количества.

Ние даваме кратък преглед на основните контекст класическата електродинамика срещу интензитета на електричното поле.

Силата, с която електромагнитното поле действа върху заредена частица редактирате

Общият силата, с която електромагнитното поле (обикновено съдържащ електрически и магнитни компоненти) действа по заредена частица се определя по силата на Лоренц с формулата:

Както може да се види, тази формула е в пълно съответствие с дефиницията на електрическото поле присъства в началото, но е по-общо, тъй като включва също действат на заредената частица (ако това е в движение) от магнитното поле.

В тази формула частицата е трябвало да се отбележи. Въпреки това, тази формула позволява изчисляването и силите, упражнявани от електромагнитното поле на тялото на всяка форма с всяко разпределение на заряди и токове - просто да се използва конвенционален физика приемане разделяне композиционно тяло в малък (математически - безкрайно малки) части, всяка от които може да се счита за точка и по този начин да влезе в областта на приложимост на формулата.

Другите формули, използвани за изчисляване на електромагнитните сили (като, например, формула ампера сила) може да се счита последици от [5], основната формула на силата на Лоренц, специално случаите на използването му и така нататък.

Въпреки това, за да се прилага тази формула (дори и в най-простите случаи, като например изчисляване на силата на взаимодействието на две обвинения точкови), което трябва да знаете (за да може да се брои) E → >> и B →.>,> Какво следващия раздел.

Максуел уравнения Редактиране

Заедно с достатъчна сила на Лоренц по формула теоретичните основи класическата електродинамика електромагнитното поле уравнения се наричат ​​уравнения на Максуел. Техният стандарт традиционна форма е четири уравнения, три от които включват електрически вектора на полето:

Тук е най-основната и простата форма на уравненията на Максуел - така наречената "уравнението за вакуума" (макар че, въпреки името, те са доста приложимо и за да опише поведението на електромагнитни полета в околната среда). Подробности за другите форми на уравненията на Максуел - виж основната статия ..

Тези четири уравнения с пета - уравнението на силата на Лоренц - достатъчно, основно за пълно описване на класически (т.е. не-квантовата електродинамика), което означава, че са пълни с нейните закони. За да се отговори на специфичните проблемите на реалния свят с тяхна помощ е необходима повече уравнения на движение "материални частици" (в класическата механика на законите на Нютон) и често допълнителна информация за специфичните свойства на физическите лица и среди, които участват в прегледа (на еластичност, електропроводимост, поляризуемост, и т.н. и т.н. ), както и други сили, въвлечени в проблема (например гравитацията), но тази информация не е включена в обхвата на самата електродинамика, въпреки че често е необходимо да се изгради затворена Istemi уравнения, които позволяват решаването на конкретна задача, като цяло.

"Конститутивни уравнения" Edit

Такива допълнителни формули или уравнения (обикновено не са точни и приблизителни, често само емпирични), които не са пряко в областта на електродинамиката, но неизбежно, които използва, за да се решават конкретни практически проблеми, наречена "конститутивни уравнения" са, по-специално:

Поради потенциалния Редактиране

Съобщение на електрическо поле с потенциал в най-общия случай, както следва:

където φ. А →> - скаларна и векторни потенциали. Представяме тук за изчерпателност и съответния експресията на магнитната индукция:

В конкретния случай на стационарни (не се променя с течение на времето) полета. първото уравнение е опростена, за да:

Този израз на електростатичното поле, поради електростатичен потенциал.

електростатика Редактиране

Важно от практическа и теоретична гледна точка, специален случай в електродинамика е случаят, когато заредените тела са фиксирани (например, ако ние изучаваме равновесие състояние) или скоростта на движението им е достатъчно малък, за да бъде в състояние да се възползва от приблизителни методите на изчисление, които са валидни за стационарни обекти. В конкретния случай се участва електродинамика раздел наречен електростатика.

Както видяхме по-горе. електрически интензитет поле в този случай се изразява чрез скаларна потенциал

тоест, електростатичното поле е потенциален област. (Φ в този случай - при статично електричество - нарича електростатично потенциал).

уравнения полето (уравненията на Максуел), като същевременно значително опростени (уравнение с магнитно поле могат да бъдат премахнати, тъй като в уравнение може да бъде заместен с отклонение - ∇ φ) и се редуцира до уравнение Поасон:

и в области без заредени частици - на уравнението на Лаплас:

Като се има предвид, линейността на уравнения и следователно приложимостта им на принципа на суперпозиция, полето е достатъчно, за да се намери една точка на устройството за зареждане, а след това да се намери потенциален или напрегнатостта на полето, генерирано от всяко разпределение на товара (решения за сумиране точка заплащане).

Гаус теорема Редактиране

където интеграцията е по дължината на един затворена повърхност S (поток изчисляване E → >> през повърхността), Q - пълен (общо), таксата вътре повърхността.

Тази теорема дава изключително прост и удобен начин за изчисляване на електрически напрегнатост на полето в случая, когато пружините имат достатъчно висока симетрия, а именно, сферична или цилиндрична огледало транслационно +. По-специално, този метод е лесно да се отбележи поле заряд, сфери, цилиндри, самолети.

Интензитетът на електрическото поле на точка такса Редактиране

В SI единици Редактиране

За такса точка в електростатика вярно закона на Кулон

Исторически погледнато, закона на Кулон за първи път е открита, въпреки че по-фундаментална теоретична гледна точка, уравненията на Максуел. От тази гледна точка, това е тяхното значение. За да се получи този резултат е най-лесният, въз основа на теоремата на Гаус. като се има предвид сферична симетрия на проблема: изберете S повърхността на сфера с център в таксата за момент, да вземе предвид, че посоката E → >> ще стане ясно, радиално, а това единица вектор е един и същ навсякъде в избраната област (така, че E могат да бъдат взети извън неразделна знака), и след това, като се има формула за сфера с радиус R квадрат. 4 π R 2>. имаме:

който веднага получихме отговор на Е.

Отговорът на φ се получава чрез интегриране на E:

GHS система Редактиране

Формули и техните констатации са сходни, за разлика от SI само константи.

електрически интензитет на поле от произволен разпределение на товара Редактиране

По принципа на суперпозиция на напрегнатостта на полето множество дискретни източници имаме:

За непрекъснато разпределение е подобно:

където V - област на пространство, където таксите (зареждане плътност на ненулева) или цялото пространство, г → >> - радиус вектор от точка, за която цел E → >>. R ^ → >>> - радиус вектор източник V варира над всички точки в областта на интеграция, DVD - елемент обем. Възможно е да се замени X, Y, Z, вместо R → >>. х ^. у ^. Z ^>,>, >> вместо R ^ >>> →. г х ^ г г ^ г ^ г> г> г >> вместо DV.

GHS електрически интензитет на полето, измерено в система ЕЕР единици, СИ - в нютони на медальон или в волта на метър (руски нотация: V / m; международна: V / т).