Qu'est-ce qui nous permet de dire qu'il existe un champ électrique autour d'un corps chargé ? Champ électrique - Hypermarché du savoir. Effet biologique du champ électromagnétique

Comme on le sait, caractéristique conducteurs, c'est qu'ils ont toujours un grand nombre de porteurs de charge mobiles, c'est-à-dire des électrons ou des ions libres.

À l’intérieur d’un conducteur, ces porteurs de charge se déplacent généralement de manière chaotique. Cependant, s'il existe un champ électrique dans le conducteur, alors le mouvement chaotique des porteurs se superpose à leur mouvement ordonné dans la direction d'action. forces électriques. Ce mouvement dirigé des porteurs de charge mobiles dans un conducteur sous l'influence d'un champ se produit toujours de telle manière que le champ à l'intérieur du conducteur est affaibli. Étant donné que le nombre de porteurs de charge mobiles dans un conducteur est important (le métal contient environ des électrons libres), leur mouvement sous l'influence du champ se produit jusqu'à ce que le champ à l'intérieur du conducteur disparaisse complètement. Découvrons plus en détail comment cela se produit.

Laissez un conducteur métallique, constitué de deux parties étroitement pressées l'une contre l'autre, être placé dans un champ électrique externe E (Fig. 15.13). Sur électrons libres Dans ce conducteur, les forces de champ agissent vers la gauche, c’est-à-dire à l’opposé du vecteur d’intensité de champ. (Expliquez pourquoi.) À la suite du déplacement des électrons sous l'influence de ces forces, un excès de charges positives apparaît à l'extrémité droite du conducteur et un excès d'électrons à l'extrémité gauche. Par conséquent, un champ interne (champ de charges déplacées) apparaît entre les extrémités du conducteur, ce qui, sur la Fig. 15.13 est représenté en pointillés. À l'intérieur

conducteur, ce champ est dirigé vers l'extérieur et chaque électron libre restant à l'intérieur du conducteur agit avec une force dirigée vers la droite.

La force d'abord plus de pouvoir et leur résultante est dirigée vers la gauche. Par conséquent, les électrons à l’intérieur du conducteur continuent de se déplacer vers la gauche et le champ interne augmente progressivement. Lorsqu'une grande quantité d'électrons libres s'accumule à l'extrémité gauche du conducteur (ils constituent toujours une part insignifiante d'eux nombre total), la force sera égale à la force et leur résultante sera égale à zéro. Après cela, les électrons libres restant à l’intérieur du conducteur ne se déplaceront que de manière chaotique. Cela signifie que l’intensité du champ à l’intérieur du conducteur est nulle, c’est-à-dire que le champ à l’intérieur du conducteur a disparu.

Ainsi, lorsqu'un conducteur entre dans un champ électrique, il s'électrifie de sorte qu'à une extrémité il apparaît charge positive, et de l’autre il y a une charge négative de même ampleur. Cette électrification est appelée induction électrostatique ou électrification par influence. A noter que dans ce cas seules les charges propres du conducteur sont redistribuées. Par conséquent, si un tel conducteur est retiré du champ, ses valeurs positive et charges négatives sera à nouveau réparti uniformément dans tout le volume du conducteur et toutes ses parties deviendront électriquement neutres.

Il est facile de vérifier qu'aux extrémités opposées d'un conducteur électrifié par influence, il y a bien des quantités égales de charges de signe opposé. Divisons ce conducteur en deux parties (Fig. 15.13) puis retirons-les du terrain. En connectant chaque partie du conducteur à un électroscope séparé, nous nous assurerons qu'elles sont chargées. (Réfléchissez à la façon dont vous pouvez montrer que ces frais ont signes opposés.) Si nous connectons à nouveau les deux parties pour qu'elles forment un seul conducteur, nous constaterons que les charges sont neutralisées. Cela signifie qu'avant la connexion, les charges sur les deux parties du conducteur étaient de même ampleur et de signe opposé.

Le temps pendant lequel le conducteur est électrisé par l'influence est si court que l'équilibre des charges sur le conducteur se produit presque instantanément. Dans ce cas, la tension, et donc la différence de potentiel à l'intérieur du conducteur, devient partout égal à zéro. Alors pour deux points quelconques à l’intérieur du conducteur, la relation est vraie

Par conséquent, lorsque les charges sur le conducteur sont en équilibre, le potentiel de tous ses points est le même. Ceci s'applique également à un conducteur électrifié par contact avec un corps chargé. Prenons une boule conductrice et plaçons une charge au point M sur sa surface (Fig. 15.14). Puis dans l'explorateur sur un bref délais un champ apparaît et au point M une charge excessive se produit. Sous l'influence des forces de ce champ

la charge est répartie uniformément sur toute la surface de la boule, ce qui entraîne la disparition du champ à l'intérieur du conducteur.

Ainsi, quelle que soit la manière dont le conducteur est électrifié, lorsque les charges sont en équilibre, il n'y a pas de champ à l'intérieur du conducteur et le potentiel de tous les points du conducteur est le même (à la fois à l'intérieur et à la surface du conducteur). Dans le même temps, le champ à l’extérieur du conducteur électrifié existe bien sûr et ses lignes d’intensité sont normales (perpendiculaires) à la surface du conducteur. Cela peut être vu de le raisonnement suivant. Si la ligne de tension était quelque part inclinée par rapport à la surface du conducteur (Fig. 15.15), alors la force agissant sur la charge en ce point de la surface pourrait alors être décomposée en composants sous l'influence d'une force dirigée le long de la surface. , les charges se déplaceraient le long de la surface du conducteur, ce qui ne devrait pas avoir d'équilibre de charges. Par conséquent, lorsque les charges sur le conducteur sont en équilibre, sa surface est une surface équipotentielle.

S'il n'y a pas de champ à l'intérieur d'un conducteur chargé, alors densité apparente les charges qu'il contient (la quantité d'électricité par unité de volume) doivent être nulles partout.

En effet, s’il y avait une charge dans un petit volume d’un conducteur, alors un champ électrique existerait autour de ce volume.

En théorie des champs, il a été prouvé qu’à l’équilibre, toute la charge excédentaire d’un conducteur électrifié se situe à sa surface. Cela signifie que tout partie intérieure Ce conducteur peut être retiré et rien ne changera dans la disposition des charges à sa surface. Par exemple, si deux boules métalliques solitaires de taille égale, dont l’une est solide et l’autre creuse, sont également électrifiées, alors les champs autour des boules seront les mêmes. M. Faraday fut le premier à le prouver expérimentalement.

Ainsi, si un conducteur creux est placé dans un champ électrique ou électrifié par contact avec un corps chargé, alors

lorsque les charges sont en équilibre, le champ à l’intérieur de la cavité n’existera pas. La protection électrostatique est basée sur cela. Si un appareil est placé dans un boîtier métallique, les champs électriques externes ne pénétreront pas à l'intérieur du boîtier, c'est-à-dire que le fonctionnement et les lectures d'un tel appareil ne dépendront pas de la présence et des modifications des champs électriques externes.

Voyons maintenant comment s'organisent les charges le long surface extérieure conducteur. Prenons un treillis métallique sur deux poignées isolantes, sur lesquelles sont collées des feuilles de papier (Fig. 15.16). Si vous chargez le maillage puis l'étirez (Fig. 15.16, a), les feuilles des deux côtés du maillage se sépareront. Si vous pliez le maillage en anneau, seules les feuilles avec dehors grilles (Fig. 15.16, b). En donnant au maillage une courbure différente, vous pouvez vous assurer que les charges sont situées uniquement sur le côté convexe de la surface et aux endroits où la surface est plus courbée ( rayon plus petit courbure), plus de charges s'accumulent.

Ainsi, la charge n'est répartie uniformément que sur la surface d'un conducteur sphérique. À forme libre conducteur densité superficielle charge a, et donc l'intensité du champ près de la surface du conducteur est plus grande là où la courbure de la surface est plus grande. La densité de charge est particulièrement élevée sur les saillies et sur les pointes du conducteur (Fig. 15.17). Cela peut être vérifié en touchant différents points du conducteur électrifié avec une sonde puis en touchant l'électroscope. Un conducteur électrifié comportant des pointes ou équipé d'une pointe perd rapidement sa charge. Par conséquent, le conducteur sur lequel la charge doit être stockée pendant longtemps, ne devrait avoir aucun point.

(Pensez à la raison pour laquelle la tige d'un électroscope se termine par une boule.)

Accrochons une douille chargée à un fil et apportons-y une tige de verre électrifiée. Même en l'absence de contact direct, le manchon sur le fil s'écarte de la position verticale, étant attiré vers le bâton (Fig. 13).

Les corps chargés, comme nous le voyons, sont capables d'interagir les uns avec les autres à distance. Comment l’action se transmet-elle d’un de ces corps à l’autre ? Peut-être que c'est une question d'air entre eux ? Découvrons cela par expérience.

Plaçons un électroscope chargé (avec les lunettes retirées) sous la cloche de la pompe à air, puis pompons l'air par dessous. Nous verrons cela dans espace sans air les feuilles de l'électroscope continueront à se repousser (Fig. 14). Cela signifie que l'air ne participe pas à la transmission de l'interaction électrique. Alors, par quels moyens s’effectue l’interaction des corps chargés ? La réponse à cette question a été donnée dans leurs travaux par les scientifiques anglais M. Faraday (1791-1867) et J. Maxwell (1831-1879).

Selon les enseignements de Faraday et Maxwell, l’espace entourant un corps chargé diffère de l’espace entourant un corps non électrifié. Il existe un champ électrique autour des corps chargés. Ce champ est utilisé pour interaction électrique.

Champ électrique représente type particulier matière, distincte de la matière et existant autour de tout corps chargé.

Il est impossible de le voir ou de le toucher. À propos de l'existence champ électrique ne peut être jugé que par ses actes.

Des expériences simples nous permettent d'établir propriétés de base du champ électrique.

1. Le champ électrique d’un corps chargé agit avec une certaine force sur tout autre corps chargé se trouvant dans ce champ.

Ceci est démontré par toutes les expériences sur l'interaction de corps chargés. Ainsi, par exemple, un manchon chargé qui s'est retrouvé dans le champ électrique d'un bâton électrifié (voir Fig. 13) a été soumis à une force d'attraction vers lui.

2. Près des corps chargés, le champ qu’ils créent est plus fort et plus loin il est plus faible.

Pour le vérifier, revenons à l'expérience avec une douille chargée (voir Fig. 13). Commençons par rapprocher le support avec l'étui de la cartouche du bâton chargé. Nous verrons qu'à mesure que le manchon se rapproche du bâton, l'angle de déviation du fil par rapport à la verticale deviendra de plus en plus grand (Fig. 15). Une augmentation de cet angle indique que plus le manchon est proche de la source du champ électrique (une tige électrifiée), plus la force exercée sur lui par ce champ est grande. Cela signifie que près d’un corps chargé, le champ qu’il crée est plus fort qu’à distance.

Il convient de garder à l'esprit que non seulement un bâton chargé agit sur un manchon chargé avec son champ électrique, mais que le manchon, à son tour, agit sur le bâton avec son champ électrique. C'est dans cette action mutuelle les uns sur les autres que se manifeste l'interaction électrique des corps chargés.

Le champ électrique se manifeste également dans les expériences avec les diélectriques. Lorsqu'un diélectrique est placé dans un champ électrique, les parties chargées positivement de ses molécules ( noyaux atomiques) sous l'influence du champ sont déplacés dans un sens et les parties chargées négativement (électrons) sont déplacées dans l'autre sens. Ce phénomène est appelé polarisation diélectrique. C'est la polarisation qui explique les expériences les plus simples sur l'attraction de morceaux de papier légers par un corps électrifié. Ces pièces sont généralement neutres. Cependant, dans le champ électrique d’un corps électrifié (par exemple une tige de verre), ils se polarisent. Sur la surface de la pièce la plus proche du bâton, apparaît une charge de signe opposé à la charge du bâton. L'interaction avec lui conduit à l'attraction de morceaux de papier vers le corps électrifié.

La force avec laquelle un champ électrique agit sur un corps (ou une particule) chargé est appelée force électrique:

F el - force électrique.

Sous l’influence de cette force, une particule prise dans un champ électrique acquiert une accélération a, qui peut être déterminée à l’aide de la deuxième loi de Newton :

a = F el / m (6.1)

où m est la masse d'une particule donnée.

Depuis l'époque de Faraday image graphique champ électrique, il est d’usage d’utiliser des lignes de force.

Ce sont des lignes indiquant la direction de la force agissant dans ce champ sur une particule chargée positivement qui y est placée. Les lignes de champ créées par un corps chargé positivement sont représentées sur la figure 16, a. La figure 16, b montre les lignes de champ créées par un corps chargé négativement.

Une image similaire peut être observée à l’aide d’un simple appareil appelé panache électrique. En lui donnant une charge, nous verrons comment toutes ses bandes de papier se dispersent dans différents côtés et sera situé le long les lignes électriques champ électrique (Fig. 17).

Lorsqu'une particule chargée entre dans un champ électrique, sa vitesse dans ce champ peut augmenter ou diminuer. Si la charge d'une particule q>0, alors lorsqu'elle se déplace le long des lignes de force, elle accélérera, et lorsqu'elle se déplace direction opposée freiner. Si la charge des particules q< 0, то все будет наоборот ее скорость будет уменьшаться при движении в направлении силовых линий и увеличиваться при движении в противоположном направлении.

1. Qu'est-ce qu'un champ électrique ? 2. En quoi un champ diffère-t-il de la matière ? 3. Énumérez les principales propriétés du champ électrique. 4. Qu'indiquent les lignes de champ électrique ? 5. Comment se produit l’accélération d’une particule chargée se déplaçant dans un champ électrique ? 6. Dans quel cas le champ électrique augmente-t-il la vitesse d'une particule et dans quel cas la diminue-t-il ? 7. Pourquoi les morceaux de papier neutres sont-ils attirés par un corps électrifié ? 8. Expliquez pourquoi, après avoir chargé le sultan électrique, ses bandes de papier divergent dans des directions différentes.

Tâche expérimentale.Électrifiez le peigne sur vos cheveux, puis touchez-le à un petit morceau de coton (peluche). Qu'adviendra-t-il du coton ? Secouez les peluches du peigne et, lorsqu'elles sont en l'air, faites-les flotter à la même hauteur en plaçant par le bas à une certaine distance un peigne électrifié. Pourquoi les peluches arrêtent-elles de tomber ? Qu'est-ce qui la maintiendra en l'air ?

Le champ électrique est l'un des notions théoriques, expliquant les phénomènes d'interaction entre corps chargés. La substance ne peut pas être touchée, mais son existence peut être prouvée, ce qui a été fait grâce à des centaines d’expériences naturelles.

Interaction des corps chargés

Nous sommes habitués à considérer les théories dépassées comme une utopie, mais les hommes de science ne sont pas du tout stupides. Aujourd’hui, la doctrine de Franklin sur le fluide électrique semble drôle ; l’éminent physicien Apinus lui a consacré un traité entier. La loi de Coulomb a été découverte expérimentalement sur la base de échelles de torsion, des méthodes similaires ont été utilisées par Georg Ohm pour déduire le connu. Mais qu’est-ce qui se cache derrière tout cela ?

Nous devons admettre que le champ électrique n’est qu’une autre théorie, non inférieure au fluide de Franklin. Aujourd’hui, deux faits sont connus sur cette substance :

Les faits énoncés ont jeté les bases de la compréhension moderne des interactions dans la nature et servent de support à la théorie des interactions à courte portée. En plus de cela, les scientifiques ont avancé d'autres hypothèses sur l'essence du phénomène observé. La théorie de l'action à courte portée implique la répartition instantanée des forces sans la participation de l'éther. Étant donné que les phénomènes sont plus difficiles à détecter qu’un champ électrique, de nombreux philosophes ont qualifié ces visions d’idéalistes. Dans notre pays, ils ont été critiqués avec succès Pouvoir soviétique, puisque, comme vous le savez, les bolcheviks n'aimaient pas Dieu, ils picoraient à chaque occasion l'idée de l'existence de quelque chose « en fonction de nos idées et de nos actions » (tout en étudiant les superpuissances de Juna).

Franklin expliquait les charges positives et négatives des corps par l'excès et l'insuffisance de fluide électrique.

Caractéristiques du champ électrique

Le champ électrique est décrit par une grandeur vectorielle - l'intensité. Flèche dont la direction coïncide avec la force agissant en un point sur une charge unitaire positive, dont la longueur est proportionnelle à l'ampleur de la force. Les physiciens trouvent pratique d’utiliser le potentiel. La quantité est scalaire ; il est plus facile de l'imaginer en utilisant l'exemple de la température : en chaque point de l'espace il y a une certaine valeur. Le potentiel électrique fait référence au travail effectué pour déplacer une charge unitaire d’un point de potentiel nul à un point donné.

Un champ décrit de la manière ci-dessus est appelé irrotationnel. Parfois appelé potentiel. La fonction potentielle du champ électrique est continue et varie progressivement dans l’étendue de l’espace. En conséquence, nous sélectionnons des points de potentiel égal qui plient les surfaces. Pour une sphère de charge unitaire : autre objet, champ plus faible(La loi de coulomb). Les surfaces sont appelées équipotentielles.

Pour comprendre les équations de Maxwell, comprenez plusieurs caractéristiques champ de vecteur:

Pente potentiel électrique appelée vecteur, la direction coïncide avec la croissance la plus rapide du paramètre de champ. Plus la valeur change rapidement, plus la valeur est élevée. Le dégradé est dirigé de valeur plus petite potentiel pour plus:

Le gradient est perpendiculaire à la surface équipotentielle.
Plus le gradient est grand, plus les surfaces équipotentielles qui diffèrent les unes des autres par valeur spécifiée potentiel de champ électrique.
Le gradient de potentiel, pris avec le signe opposé, est l’intensité du champ électrique.

Potentiel électrique. Dégradé "montée"

La divergence est quantité scalaire, calculé pour le vecteur d'intensité du champ électrique. C'est analogue à un gradient (pour les vecteurs), montre le taux de changement d'une valeur. La nécessité d'introduire une caractéristique supplémentaire : le champ vectoriel n'a pas de gradient. Par conséquent, la description nécessite une certaine divergence analogique. Paramètre dans notation mathématique semblable à un dégradé, noté lettre grecque nabla, utilisé pour quantités vectorielles.
Le rotor du champ vectoriel s’appelle un vortex. Physiquement, la valeur est nulle lorsque le paramètre change uniformément. Si le rotor est différent de zéro, des courbures de ligne fermées se produisent. Champs potentiels frais ponctuels par définition, il n'y a pas de vortex. Les lignes de tension dans ce cas ne sont pas nécessairement droites. Ils changent simplement en douceur sans former de vortex. Un champ avec un rotor non nul est souvent appelé solénoïde. Le synonyme est souvent utilisé - vortex.
Le flux total du vecteur est représenté par l'intégrale de surface du produit de l'intensité du champ électrique et de l'aire élémentaire. La limite de grandeur lorsque la capacité du corps tend vers zéro représente la divergence du champ. La notion de limite est étudiée dans les classes supérieures lycée, l'élève peut se faire une idée sur le sujet de discussion.

Les équations de Maxwell décrivent un champ électrique variable dans le temps et montrent que dans de tels cas, une onde apparaît. Il est généralement admis qu'une des formules indique l'absence de charges magnétiques(poteaux). Parfois, dans la littérature, nous rencontrons un opérateur spécial – le Laplacien. Noté le carré du nabla, calculé pour les quantités vectorielles, représentées par la divergence du gradient de champ.

À l’aide de ces quantités, les mathématiciens et les physiciens calculent les champs électriques et magnétiques. Par exemple, c'est prouvé : seul un champ irrotationnel (charges ponctuelles) peut avoir un potentiel scalaire. D'autres axiomes ont été inventés. Le champ tourbillonnaire du rotor est dépourvu de divergence.

Nous pouvons facilement utiliser de tels axiomes comme base pour décrire les processus se produisant dans des appareils réels existants. Anti-gravité, Machine à mouvement perpétuel serait une bonne aide pour l’économie. Si personne n’a réussi à mettre en pratique la théorie d’Einstein, les réalisations de Nikola Tesla sont étudiées par des passionnés. Il n'y a pas de rotor ni de divergence.

Une brève histoire du développement du champ électrique

La formulation de la théorie a été suivie par de nombreux travaux sur l’application pratique des champs électriques et électromagnétiques, dont le plus célèbre en Russie est considéré comme l’expérience de Popov dans la transmission d’informations par voie aérienne. Un certain nombre de questions se sont posées. La théorie harmonieuse de Maxwell est impuissante à expliquer les phénomènes observés lors du passage ondes électromagnétiquesà travers des médias ionisés. Planck a émis l'hypothèse que l'énergie rayonnante est émise en portions mesurées, appelées plus tard quanta. La diffraction des électrons individuels, aimablement démontrée sur YouTube en anglais, a été découverte en 1949 Physiciens soviétiques. La particule présentait simultanément des propriétés ondulatoires.

Cela nous dit : performance moderne sur le champ électrique constant et variable sont loin d'être parfaits. Beaucoup de gens connaissent Einstein, mais sont impuissants à expliquer ce que le physicien a découvert. La théorie de la relativité de 1915 relie l'électricité, champ magnétique et la gravité. Certes, aucune formule n’a été présentée sous forme de loi. Aujourd’hui, c’est connu : il existe des particules qui se déplacent plus vite que la propagation de la lumière. Une autre pierre dans le jardin.

Les systèmes d'unités évoluaient constamment. Le SGH initialement introduit, basé sur les travaux de Gauss, n’est pas pratique. Les premières lettres indiquent les unités de base : centimètre, gramme, seconde. Grandeurs électromagnétiques ajouté au SGH en 1874 par Maxwell et Thomson. L’URSS a commencé à utiliser l’ISS (mètre, kilogramme, seconde) en 1948. L'introduction du système SI (GOST 9867) dans les années 60 du 20e siècle, où l'intensité du champ électrique est mesurée en V/m, a mis fin aux batailles.

Utiliser un champ électrique

L'accumulation se produit dans les condensateurs charge électrique. Par conséquent, un champ se forme entre les plaques. Étant donné que la capacité dépend directement de la valeur du vecteur tension, afin d'augmenter le paramètre, l'espace est rempli d'un diélectrique.

Indirectement, les champs électriques sont utilisés par les tubes cathodiques et les lustres Chizhevsky ; le potentiel de la grille contrôle le mouvement des faisceaux de tubes électroniques. Malgré l’absence de théorie cohérente, les effets des champs électriques sont à la base de nombreuses images.

Qu'est-ce qu'un champ électrique ?

Plaçons un électroscope chargé (avec les lunettes retirées) sous la cloche de la pompe à air, puis pompons l'air par dessous. Nous verrons que dans un espace sans air, les lames de l'électroscope se repousseront toujours (Fig. 14). Cela signifie que l'air ne participe pas à la transmission de l'interaction électrique. Alors, par quels moyens s’effectue l’interaction des corps chargés ? La réponse à cette question a été donnée dans leurs travaux par les scientifiques anglais M. Faraday (1791-1867) et J. Maxwell (1831-1879).

Selon les enseignements de Faraday et Maxwell, l’espace entourant un corps chargé diffère de l’espace entourant un corps non électrifié. Il existe un champ électrique autour des corps chargés. A l'aide de ce champ, une interaction électrique est réalisée.

Électrique champ est un type particulier de matière, différente de la matière et existant autour de tout corps chargé.

Il est impossible de le voir ou de le toucher. L’existence d’un champ électrique ne peut être jugée que par ses actions.

Propriétés de base du champ électrique

Des expériences simples nous permettent d'établir propriétés de base du champ électrique.

1. Le champ électrique d'un corps chargé agit avec une certaine force sur tout autre corps chargé se trouvant dans ce champ..

2. Près des corps chargés, le champ qu’ils créent est plus fort et plus loin, il est plus faible..

Il convient de garder à l'esprit que non seulement un bâton chargé agit sur un manchon chargé avec son champ électrique, mais que le manchon, à son tour, agit sur le bâton avec son champ électrique. C'est dans une telle action mutuelle les uns sur les autres que interaction électrique corps chargés.

Le champ électrique se manifeste également dans les expériences avec les diélectriques. Lorsqu'un diélectrique est dans un champ électrique, les parties chargées positivement de ses molécules (noyaux atomiques) sont déplacées dans un sens sous l'influence du champ, et les parties chargées négativement (électrons) sont déplacées dans l'autre sens. Ce phénomène est appelé polarisation diélectrique. C'est la polarisation qui explique les expériences les plus simples sur l'attraction de morceaux de papier légers par un corps électrifié. Ces pièces sont généralement neutres. Cependant, dans le champ électrique d’un corps électrifié (par exemple une tige de verre), ils se polarisent. Sur la surface de la pièce la plus proche du bâton, apparaît une charge de signe opposé à la charge du bâton. L'interaction avec lui conduit à l'attraction de morceaux de papier vers le corps électrifié.

Pouvoir électrique

La force avec laquelle un champ électrique agit sur un corps (ou une particule) chargé est appelée force électrique:

Gangre- la force électrique.

Sous l'influence de cette force, une particule prise dans un champ électrique acquiert une accélération UN, qui peut être déterminé à l'aide de la deuxième loi de Newton :

Où m est la masse d'une particule donnée.

Depuis l'époque de Faraday, il est d'usage d'utiliser les lignes électriques.

Lignes de champ électrique- ce sont des lignes indiquant la direction de la force agissant dans ce champ sur une particule chargée positivement qui y est placée. Les lignes de champ créées par un corps chargé positivement sont représentées sur la figure 16, a. La figure 16, b montre les lignes de champ créées par un corps chargé négativement.

Une image similaire peut être observée à l'aide d'un appareil simple appelé panache électrique. Après lui avoir donné une charge, nous verrons comment toutes ses bandes de papier se disperseront dans différentes directions et se situeront le long des lignes de champ électrique (Fig. 17).

Lorsqu'une particule chargée entre dans un champ électrique, sa vitesse dans ce champ peut augmenter ou diminuer. Si la charge d'une particule q>0, alors lorsqu'elle se déplace le long des lignes de force, elle accélérera et lorsqu'elle se déplacera dans la direction opposée, elle ralentira. Si la charge des particules q<0, то все будет наоборот ее скорость будет уменьшаться при движении в направлении силовых линий и увеличиваться при движении в противоположном направлении.

C'est intéressant de savoir

Grâce au sujet d'aujourd'hui sur le champ électrique, nous avons appris qu'il existe dans l'espace situé autour de la charge électrique.

Voyons comment, à l'aide de lignes de force directionnelles, nous pouvons représenter ce champ électrique à l'aide de graphiques :

Vous pourriez être intéressé de savoir que des champs électriques de différentes intensités opèrent dans notre atmosphère. Si nous considérons le champ électrique du point de vue de l'univers, la Terre a généralement une charge négative, mais le bas des nuages est positif. Et des particules chargées telles que les ions sont contenues dans l'air et leur contenu varie en fonction de divers facteurs. Ces facteurs dépendent à la fois de la période de l'année et des conditions météorologiques et de la fréquence de l'atmosphère.

Et comme l’atmosphère est imprégnée de ces particules qui, étant en mouvement continu et caractérisées par des transformations en ions positifs ou négatifs, ont tendance à affecter le bien-être et la santé humaine. Et le plus intéressant, c'est qu'une forte prédominance d'ions positifs dans l'atmosphère peut provoquer des sensations désagréables dans notre corps.

Effet biologique du champ électromagnétique

Parlons maintenant de l’effet biologique des CEM sur la santé humaine et de son impact sur les organismes vivants. Il s'avère que les organismes vivants qui se trouvent dans la zone d'influence du champ électromagnétique sont soumis à de forts facteurs d'influence.

L'exposition à long terme à un champ électromagnétique a un impact négatif sur la santé et le bien-être humain. Par exemple, chez une personne souffrant de maladies allergiques, une telle exposition aux CEM peut provoquer une crise d'épilepsie. Et si une personne reste longtemps dans un champ électromagnétique, des maladies non seulement des systèmes cardiovasculaire et nerveux peuvent se développer, mais également provoquer le cancer.

Les scientifiques ont prouvé que là où il existe un champ électrique puissant, des changements de comportement peuvent être observés chez les insectes. Cet impact négatif peut se manifester sous forme d’agressivité, d’anxiété et de diminution des performances.

Sous une telle influence, un développement anormal peut également être observé parmi les plantes. Sous l’influence d’un champ électromagnétique, les plantes peuvent changer de taille, de forme et de nombre de pétales.

Faits intéressants liés à l’électricité

Les découvertes dans le domaine de l'électricité sont l'une des réalisations les plus importantes de l'homme, car la vie moderne sans cette découverte est désormais même difficile à imaginer.

Saviez-vous que dans certaines régions d’Afrique et d’Amérique du Sud, il existe des villages où l’électricité n’est toujours pas disponible ? Et savez-vous comment les gens se sortent de cette situation ? Il s’avère qu’ils éclairent leur maison à l’aide d’insectes comme les lucioles. Ils remplissent des bocaux en verre avec ces insectes et utilisent des lucioles pour obtenir de la lumière.

Connaissez-vous la capacité des abeilles à accumuler une charge électrique positive pendant le vol ? Mais les fleurs ont une charge électrique négative, et grâce à cela, leur pollen lui-même est attiré par le corps de l’abeille. Mais le plus intéressant est que le champ de contact entre une abeille et une fleur, le champ électrique de la plante change et, pour ainsi dire, signale aux autres abeilles l'absence de pollen sur cette plante.

Mais dans le monde des poissons, les chasseurs électriques les plus connus sont les raies pastenagues. Pour neutraliser sa proie, la raie pastenague utilise des décharges électriques pour la paralyser.

Saviez-vous que les anguilles électriques ont la décharge électrique la plus forte ? Ces poissons d'eau douce ont une tension de décharge actuelle pouvant atteindre 800 V.

Devoirs

1. Qu'est-ce qu'un champ électrique ?
2. En quoi un champ diffère-t-il de la matière ?
3. Énumérez les principales propriétés du champ électrique.
4. Qu'indiquent les lignes de champ électrique ?
5. Comment se produit l’accélération d’une particule chargée se déplaçant dans un champ électrique ?
6. Dans quel cas le champ électrique augmente-t-il la vitesse d'une particule et dans quel cas la diminue-t-il ?
7. Pourquoi les morceaux de papier neutres sont-ils attirés par un corps électrifié ?
8. Expliquez pourquoi, après avoir chargé le sultan électrique, ses bandes de papier divergent dans des directions différentes.

Tâche expérimentale.

Électrifiez le peigne sur vos cheveux, puis touchez-le à un petit morceau de coton (peluche). Qu'adviendra-t-il du coton ? Secouez les peluches du peigne et, lorsqu'elles sont en l'air, faites-les flotter à la même hauteur en plaçant par le bas à une certaine distance un peigne électrifié. Pourquoi les peluches arrêtent-elles de tomber ? Qu'est-ce qui la maintiendra en l'air ?

S.V. Gromov, I.A. Rodina, Physique 9e année

Qu'est-ce qui nous permet de dire qu'il existe un champ électrique autour d'un corps chargé ?

La présence de tensions électromagnétiques et de champs vortex.
l'effet d'un champ électrique sur une charge.
expérience simple :
1. prenez un bâton en bois et attachez-y une manche faite d'un emballage de chocolat brillant avec un fil de soie.
2. frotter le manche sur les cheveux ou la laine
3. amenez la poignée vers la manche - la manche s'écartera
cela nous permet d'affirmer qu'il existe un champ électrique autour d'un corps chargé (dans ce cas, un stylo)))
quelqu'un m'aide à résoudre ce problème
http://otvet.mail.ru/question/94520561
tout est dans le manuel)
Lien (electrono.ru Intensité du champ électrique, électrique...)
- Dans l'espace autour d'un corps chargé électriquement, il existe un champ électrique, qui est l'un des types de matière. Un champ électrique contient une réserve d'énergie électrique, qui se manifeste sous la forme de forces électriques agissant sur les corps chargés dans le champ.
Le champ électrique est classiquement représenté sous la forme de lignes de force électriques, qui montrent les directions d'action des forces électriques créées par le champ électrique.
Les lignes de force électriques divergent dans des directions différentes à partir des corps chargés positivement et convergent vers les corps chargés négativement. Le champ créé par deux plaques parallèles plates chargées de manière opposée est appelé uniforme.
Un champ électrique peut être rendu visible en y plaçant des particules de gypse en suspension dans de l'huile liquide : elles tournent le long du champ, se positionnant le long de ses lignes de force. Un champ uniforme est un champ électrique dans lequel l’intensité est la même en ampleur et en direction en tous points de l’espace.
Wikipédia : Pour déterminer quantitativement le champ électrique, une caractéristique de force est introduite - l'intensité du champ électrique - une grandeur physique vectorielle égale au rapport de la force avec laquelle le champ agit sur une charge d'essai positive placée en un point donné de l'espace à la l'ampleur de cette charge. La direction du vecteur tension coïncide en chaque point de l’espace avec la direction de la force agissant sur la charge d’essai positive.
Le champ entre deux plaques métalliques plates chargées de manière opposée est à peu près uniforme. Dans un champ électrique uniforme, les lignes de tension sont dirigées parallèlement les unes aux autres.
Rechargez-vous et retirez quelques peluches de votre oreiller. Tout sera très clair.
Si vous apportez un autre objet chargé électriquement au premier, il sera également électrique. objet chargé, vous pouvez alors voir leur interaction, ce qui prouve l'existence d'un champ électrique.
Vous permet de calculer les lois de la physique
Un champ électrique est une forme particulière de matière qui existe autour de corps ou de particules portant une charge électrique, ainsi que sous forme libre dans les ondes électromagnétiques. Le champ électrique est directement invisible, mais peut être observé par son action et à l'aide d'instruments. L'effet principal du champ électrique est l'accélération de corps ou de particules portant une charge électrique.
Le champ électrique peut être considéré comme un modèle mathématique décrivant la valeur de l’intensité du champ électrique en un point donné de l’espace. Douglas Giancoli a écrit : « Il convient de souligner que le champ n'est pas une sorte de substance ; ou plutôt, c'est un concept extrêmement utile... La question de la « réalité » et de l'existence du champ électrique est en réalité une question philosophique, voire métaphysique. En physique, le concept de champ s’est révélé extrêmement utile : c’est l’une des plus grandes réalisations de l’esprit humain.

Le champ électrique est l’un des composants d’un champ électromagnétique unique et une manifestation de l’interaction électromagnétique.

Propriétés physiques du champ électrique
À l'heure actuelle, la science n'a pas encore réussi à comprendre l'essence physique de champs tels que l'électricité, le magnétique et la gravitation, ainsi que leur interaction les uns avec les autres. Jusqu’à présent, les résultats de leurs effets mécaniques sur les corps chargés ont seulement été décrits, et il existe également une théorie des ondes électromagnétiques décrite par les équations de Maxwell.

Effet de champ - L'effet de champ est que lorsqu'un champ électrique est appliqué à la surface d'un milieu électriquement conducteur, la concentration de porteurs de charge libres dans sa couche proche de la surface change. Cet effet est à la base du fonctionnement des transistors à effet de champ.

L'effet principal du champ électrique est l'effet de force sur des corps ou des particules stationnaires (par rapport à l'observateur) chargés électriquement. Si un corps chargé est fixé dans l’espace, il n’accélère pas sous l’influence de la force. Le champ magnétique (la deuxième composante de la force de Lorentz) exerce également une force sur les charges en mouvement.

Observer le champ électrique au quotidien
Pour créer un champ électrique, il faut créer une charge électrique. Frottez un peu de diélectrique sur de la laine ou quelque chose de similaire, comme un stylo en plastique, sur vos propres cheveux. Une charge sera créée sur la poignée et un champ électrique sera créé autour d'elle. Un stylo chargé attirera les petits morceaux de papier. Si vous frottez un objet plus gros, comme un élastique, sur de la laine, vous pourrez voir dans l'obscurité de petites étincelles résultant de décharges électriques.

Un champ électrique se produit souvent à proximité de l'écran de télévision lorsque le récepteur de télévision est allumé ou éteint. Ce champ peut être ressenti par son effet sur les poils des mains ou du visage.

Attention, AUJOURD'HUI seulement !