Нэг цэг дээрх цахилгаан орны хүч чадлын векторын чиглэл. Цахилгаан шугам татах дүрэм

Богино зайн харилцан үйлчлэлийн онолын дагуу бие биенээсээ алслагдсан цэнэгтэй биетүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэл нь эдгээр биетүүдийн эргэн тойрон дахь орон зайд үүссэн талбаруудаар (цахилгаан соронзон) явагддаг. Хэрэв орон нь хөдөлгөөнгүй бөөмс (бие) -ээр үүсгэгддэг бол орон нь электростатик болно. Хэрэв талбар нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөхгүй бол түүнийг хөдөлгөөнгүй гэж нэрлэдэг. Электростатик орон нь хөдөлгөөнгүй байдаг. Энэ талбар онцгой тохиолдол цахилгаан соронзон орон. Эрчим хүчний шинж чанар цахилгаан оронхүчдэлийн векторын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд үүнийг дараах байдлаар тодорхойлж болно.

Энд $\overrightarrow(F)$ нь талбараас ажиллах хүч юм суурин цэнэг q, үүнийг заримдаа "туршилт" гэж нэрлэдэг. Энэ тохиолдолд "туршилтын" цэнэг нь бага байх шаардлагатай бөгөөд ингэснээр хүч нь түүний тусламжтайгаар хэмжигддэг талбайг гажуудуулахгүй байх ёстой. Тэгшитгэл (1)-ээс харахад эрч хүч нь нэгж эерэг "туршилтын цэнэг" дээр талбайн үйлчилж буй хүчний чиглэлтэй давхцаж байна.

Хүчдэл электростатик оронхугацаанаас хамаарахгүй. Хэрэв талбайн бүх цэгүүдийн эрчим ижил байвал талбайг жигд гэж нэрлэдэг. Үгүй бол талбай жигд биш байна.

Цахилгаан шугам

Электростатик талбайг графикаар дүрслэхийн тулд хүчний шугамын тухай ойлголтыг ашигладаг.

Тодорхойлолт

Хүчний шугамууд буюу талбайн хүч чадлын шугамууд нь талбайн цэг бүрийн шүргэгч нь эдгээр цэгүүд дэх хүч чадлын векторуудын чиглэлтэй давхцдаг шугам юм.

Электростатик талбайн шугамууд нээлттэй байна. Тэд эерэг цэнэгээр эхэлж, сөрөг цэнэгээр төгсдөг. Заримдаа тэд хязгааргүйд очиж эсвэл хязгааргүйгээс ирдэг. Талбайн шугамууд огтлолцохгүй.

Цахилгаан орны хүч чадлын вектор нь суперпозицийн зарчимд захирагддаг, тухайлбал:

\[\overrightarrow(E)=\sum\limits^n_(i=1)((\overrightarrow(E))_i(2)).\]

Үүссэн талбайн хүч чадлын векторыг түүнийг бүрдүүлэгч "бие даасан" талбаруудын хүч чадлын вектор нийлбэрээр олж болно. Хэрэв цэнэгийг тасралтгүй хуваарилж байвал (дискретт байдлыг тооцох шаардлагагүй) талбайн нийт хүчийг дараах байдлаар олно.

\[\overrightarrow(E)=\int(d\overrightarrow(E))\ \left(3\right).\]

Тэгшитгэл (3)-д интеграцчлалыг цэнэгийн хуваарилалтын бүсээр гүйцэтгэнэ. Хэрэв цэнэгүүд шугамын дагуу тархсан бол ($\tau =\frac(dq\ )(dl)$ нь шугаман цэнэгийн тархалтын нягт) бол (3) дахь интеграцчлал нь шугамын дагуу явагдана. Хэрэв цэнэгүүд гадаргуу дээр тархсан ба гадаргуугийн тархалтын нягт нь $\sigma=\frac(dq\ )(dS)$ байвал гадаргуу дээгүүр интегралдана. Хэрэв бид эзлэхүүний цэнэгийн хуваарилалттай холбоотой бол интеграци нь эзлэхүүнээр явагдана: $\rho =\frac(dq\ )(dV)$, энд $\rho $ -- их хэмжээний нягтралцэнэгийн хуваарилалт.

Талбайн хүч

Диэлектрик дэх талбайн хүч нь үүсгэж буй талбайн хүч чадлын векторын нийлбэртэй тэнцүү байна үнэгүй төлбөр($\overrightarrow(E_0)$) болон холбогдох төлбөр ($\overrightarrow(E_p)$):

\[\overrightarrow(E)=\overrightarrow(E_0)+\overrightarrow(E_p)\left(4\баруун).\]

Диэлектрик нь изотроп шинж чанартай байдаг жишээн дээр бид ихэвчлэн тааралддаг. Энэ тохиолдолд талбайн хүчийг дараах байдлаар бичиж болно.

\[\overrightarrow(E)=\frac(\overrightarrow(E_0))(\varepsilon )\ \left(5\баруун),\]

Энд $\varepsilon$ нь авч үзэж буй талбайн цэг дээрх орчны харьцангуй диэлектрик тогтмол юм. Иймээс (5)-аас харахад нэгэн төрлийн изотроп диэлектрик дэх цахилгаан орны хүч нь вакуумтай харьцуулахад $\varepsilon $ дахин бага байна.

Цэгэн цэнэгийн системийн электростатик талбайн хүч нь дараахтай тэнцүү байна.

\[\overrightarrow(E)=\frac(1)(4\pi (\varepsilon )_0)\sum\limits^n_(i=1)(\frac(q_i)(\varepsilon r^3_i))\overrightarrow (r_i)\ \зүүн(6\баруун).\]

SGS системд вакуум дахь цэгийн цэнэгийн талбайн хүч нь дараахтай тэнцүү байна.

\[\overrightarrow(E)=\frac(q\overrightarrow(r))(r^3)\left(7\баруун).\]

Даалгавар: Цэнэг нь $\tau $ шугаман нягттай R радиустай дөрөвний нэг тойрогт жигд тархсан. Тойргийн төв болох (A) цэгийн талбайн хүчийг ол.

Тойргийн цэнэгтэй хэсэг дээр А цэг дээр талбарын элемент үүсгэх энгийн хэсгийг ($dl$) сонгоод, үүний тулд бид эрчимжилтийн илэрхийлэл бичнэ (бид үүнийг ашиглана. GHS систем), энэ тохиолдолд $d\overrightarrow(E)$-ийн илэрхийлэл дараах хэлбэртэй байна:

$d\overrightarrow(E)$ векторын OX тэнхлэг дээрх проекц нь дараах хэлбэртэй байна.

\[(dE)_x=dEcos\varphi =\frac(dqcos\varphi )(R^2)\left(1.2\баруун).\]

$\tau $ шугаман цэнэгийн нягтаар dq-г илэрхийлье.

(1.3)-ыг ашиглан бид (1.2) хувиргаснаар бид дараахь зүйлийг олж авна.

\[(dE)_x=\frac(2\pi R\tau dRcos\varphi )(R^2)=\frac(2\pi \tau dRcos\varphi )(R)=\frac(\tau cos\varphi d\varphi )(R)\ \зүүн(1.4\баруун),\]

хаана $2\pi dR=d\varphi $.

Өнцөг нь $0\le \varphi \le 2\pi $ өөрчлөгддөг $d\varphi $ дээр (1.4) илэрхийллийг нэгтгэн $E_x$ бүрэн проекцийг олцгооё.

Хүчдэлийн векторын OY тэнхлэгт проекцийг авч үзье, мөн адил төстэй байдлаар, ямар ч тайлбаргүйгээр бичнэ.

\[(dE)_y=dEsin\varphi =\frac(\tau )(R)sin\varphi d \varphi \ \left(1.6\баруун).\]

Бид (1.6) илэрхийллийг нэгтгэж, өнцөг нь $\frac(\pi )(2)\le \varphi \le 0$ өөрчлөгдвөл бид дараахийг авна:

Пифагорын теоремыг ашиглан А цэг дээрх хурцадмал векторын хэмжээг олъё.

Хариулт: (А) цэг дээрх талбайн хүч нь $E=\frac(\tau )(R)\sqrt(2)-тай тэнцүү байна.

Даалгавар: Радиус нь R бол жигд цэнэглэгдсэн хагас бөмбөрцгийн электростатик талбайн хүчийг ол.Гадаргуугийн цэнэгийн нягт $\сигма$.

Цэнэглэгдсэн бөмбөрцгийн гадаргууг тодруулцгаая энгийн цэнэг$dq$, энэ нь $dS.$ B талбайн элемент дээр байрладаг бөмбөрцөг координат$dS$ нь дараахтай тэнцүү:

Энд $0\le \varphi \le 2\pi ,\ 0\le \theta \le \frac(\pi )(2).$

SI систем дэх цэгийн цэнэгийн энгийн талбайн хүчийг илэрхийлэх илэрхийллийг бичье.

Бид хурцадмал байдлын векторыг OX тэнхлэг дээр буулгаж, бид дараахийг авна.

\[(dE)_x=\frac(dqcos\theta )(4 \pi \varepsilon_0R^2)\left(2.3\баруун).\]

Энгийн цэнэгийг дамжуулан илэрхийлье гадаргуугийн нягтцэнэглэвэл бид дараахь зүйлийг авна.

Бид (2.4)-ийг (2.3)-д орлуулж, (2.1)-ийг ашиглаад нэгтгэвэл бид дараахийг авна.

$E_Y=0.$ гэдгийг олж авахад амархан

Тиймээс $E=E_x.$

Хариулт: Цэнэглэгдсэн хагас бөмбөрцгийн төв дэх гадаргуугийн дагуух талбайн хүч нь $E=\frac(\sigma)(4(\varepsilon )_0).$-тэй тэнцүү байна.

Алсын зайд үйлчилж буй хүчийг заримдаа хээрийн хүч гэж нэрлэдэг. Хэрэв та объектыг цэнэглэх юм бол энэ нь цахилгаан орон үүсгэх болно - түүний эргэн тойрон дахь шинж чанар нь өөрчлөгдсөн талбай. Дурын төлбөр, цахилгаан талбайн бүсэд баригдсан нь түүний хүчний үйлчлэлд өртөх болно. Эдгээр хүч нь объектын цэнэгийн зэрэг болон түүнд хүрэх зайд нөлөөлдөг.

PNG?.png 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-210x140..png 726w" sizes="(хамгийн их өргөн: 600px) 100vw, 600px">

EF хүчдэлийн хэмжилт

Хүч ба цэнэг

Цахилгаан орон үүсгэдэг анхны цахилгаан цэнэг Q байна гэж бодъё. Энэ талбайн хүчийг ойролцоох цахилгаан цэнэгээр хэмждэг. Энэ цахилгаан цэнэгийг туршилтын цэнэг гэж нэрлэдэг, учир нь энэ нь хүчдэлийг тодорхойлоход туршилтын цэнэгийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд үүссэн цахилгаан цочролд нөлөөлөхөд хэтэрхий бага байдаг.

Хяналтын цахилгаан цэнэгийг q гэж нэрлэх ба зарим тоон утгатай байна. Үүнийг цахилгаан талбарт байрлуулах үед F-ийн татах эсвэл түлхэх хүчний нөлөөнд автдаг.

Латин үсгээр тэмдэглэсэн цахилгаан талбайн хүч чадлын томьёо болгонЭ, математик тэмдэглэгээний үүрэг гүйцэтгэдэг:

Хүчийг Ньютоноор (N), цэнэг - кулоноор (C) хэмждэг. Үүний дагуу хурцадмал байдалд ашигласан нэгж нь N/C байна.

Нэг төрлийн EP-ийн хувьд практикт ихэвчлэн хэрэглэгддэг өөр нэг нэгж бол V/m юм. Энэ нь томъёоны үр дагавар юм:

Өөрөөр хэлбэл, E нь цахилгаан хүчдэл (түүний хоёр цэгийн хоорондох боломжит зөрүү) ба зайнаас хамаарна.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-9-768x474..jpg 120w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/ 03/2-9.jpg 960w" sizes="(хамгийн их өргөн: 600px) 100vw, 600px">

Цахилгаан хурцадмал байдал

Хүчдэл нь цахилгаан цэнэгийн тоон утгаас хамаардаг уу? Томъёоноос харахад q-ийн өсөлт нь E-ийн бууралтыг дагуулдаг. Харин Кулоны хуулийн дагуу, илүү төлбөрбас илүү их цахилгаан хүч гэсэн үг. Жишээлбэл, цахилгаан цэнэг 2 дахин ихсэх нь F-ийг 2 дахин ихэсгэхэд хүргэдэг. Тиймээс хүчдэлд өөрчлөлт орохгүй.

Чухал!Туршилтын цэнэгийн тоон үзүүлэлт нь цахилгаан гүйдлийн хүчдэлд нөлөөлөхгүй.

Цахилгаан орны вектор хэрхэн чиглэсэн вэ?

Вектор хэмжигдэхүүний хувьд хоёр шинж чанарыг ашиглах ёстой: тоон утгаболон чиглэл. Анхны цэнэг нь түүн рүү чиглэсэн эсвэл чиглэсэн хүчээр үйлчилдэг эсрэг тал. Найдвартай чиглэлийн сонголтыг цэнэглэх тэмдгээр тодорхойлно. Хүчдэлийн шугамууд аль чиглэлд чиглэсэн вэ гэдэг асуултыг шийдэхийн тулд эерэг цахилгаан цэнэг дээр ажиллаж буй F хүчний чиглэлийг хүлээн зөвшөөрсөн.

Чухал!Цахилгаан цэнэгээс үүссэн талбайн хүч чадлын шугамууд нь "нэмэх" тэмдэгтэй цэнэгээс "хасах" тэмдэгтэй цэнэг рүү чиглэнэ. Хэрэв та дурын эерэг анхны цэнэгийг төсөөлвөл бүх чиглэлд шугамууд гарч ирнэ. Сөрөг цэнэгийн хувьд эсрэгээр, эргэн тойрны бүх талаас хээрийн шугамын нэвтрэлт ажиглагдаж байна.

EF-ийн вектор хэмжигдэхүүнүүдийн визуал дэлгэцийг цахилгаан дамжуулах шугам ашиглан гүйцэтгэдэг. Загварчилсан ED дээж нь дараахь зүйлээс бүрдэж болно хязгааргүй тоодагуу байрлах шугамууд тодорхой дүрэмаль болох их өгөх дэлгэрэнгүй мэдээлэл EP-ийн мөн чанарын тухай.

Gif?.gif 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/3-768x576.gif 768w" sizes="(хамгийн их өргөн: 600px) 100vw, 600px">

EP хурцадмал байдлын шугам ба векторууд

Цахилгаан шугам татах дүрэм:

1. Цахилгаан цэнэг нь хамгийн хүчтэй цахилгаан оронтой байдаг илүү том хэмжээтэй. Асаалттай бүдүүвч зурагүүнийг шугамын давтамжийг нэмэгдүүлэх замаар харуулж болно;
2. Объектын гадаргуутай холбогдсон хэсгүүдэд шугамууд нь үргэлж перпендикуляр байдаг. Объектуудын гадаргуу дээр тогтмол ба жигд бус хэлбэртүүнтэй зэрэгцээ цахилгаан хүч хэзээ ч байдаггүй. Хэрэв ийм хүч байсан бол гадаргуу дээрх илүүдэл цэнэг хөдөлж эхлэх ба a цахилгаан гүйдэлобъектын дотор, энэ нь статик цахилгаантай хэзээ ч тохиолддоггүй;
3. Объектын гадаргуугаас гарах үед бусад цэнэгийн электрон цацрагийн нөлөөгөөр хүч чиглэлээ өөрчилж болно;
4. Цахилгаан шугамыг огтолж болохгүй. Хэрэв тэдгээр нь огторгуйн аль нэг цэгт огтлолцдог бол энэ цэг дээр өөрийн гэсэн чиглэлтэй хоёр EP байх ёстой. EP-ийн газар бүр өөрийн гэсэн хурцадмал байдал, чиглэлтэй байдаг тул энэ нь боломжгүй нөхцөл юм.

Конденсаторын цахилгаан шугамууд нь хавтангуудад перпендикуляр байх боловч ирмэг дээр гүдгэр болно. Энэ нь EP-ийн нэгэн төрлийн байдлыг зөрчиж байгааг харуулж байна.

Эерэг цахилгаан цэнэгийн нөхцөлийг харгалзан бид цахилгаан орны хүч чадлын векторын чиглэлийг тодорхойлж болно. Энэ вектор нь нэмэх тэмдэг бүхий цахилгаан цэнэг дээр ажиллаж буй хүч рүү чиглэнэ. Цахилгаан цочролыг хэд хэдэн цахилгаан цэнэгээр үүсгэсэн тохиолдолд туршилтын цэнэгийн нөлөөлөлд өртсөн бүх хүчний геометрийн нийлбэрийн үр дүнд векторыг олно.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/4-9.jpg 750w" sizes="(хамгийн их өргөн: 600px) 100vw, 600px">

Үүссэн хурцадмал векторыг бүтээх

Үүний зэрэгцээ цахилгаан талбайн хүч чадлын шугамууд нь дурын цэг дээр E векторууд байх тангенс бүхий цахилгаан талбайн үйл ажиллагааны талбайн шугамын багц гэж ойлгогддог.

Хэрэв хоёр ба түүнээс дээш цэнэгээс цахилгаан цочрол үүссэн бол тэдгээрийн тохиргоог тойрсон шугамууд гарч ирнэ. Ийм бүтээн байгуулалт нь нүсэр бөгөөд үүнийг ашиглан хийгддэг компьютер график. Шийдвэр гаргахдаа практик асуудлуудөгөгдсөн цэгүүдийн цахилгаан орны хүч чадлын үр дүнд бий болсон векторыг ашиглана.

Кулоны хууль

Кулоны хууль нь цахилгаан хүчийг дараах байдлаар тодорхойлдог.

F = (K x q x Q)/r², энд:

• F - цахилгаан хүч, хоёр цахилгаан цэнэгийн хоорондох шугамын дагуу чиглэсэн;
• K - пропорциональ байдлын тогтмол;
• q ба Q - цэнэгийн тоон утга (C);
• r нь тэдгээрийн хоорондох зай юм.

Тогтмол пропорциональ байдлыг дараах харьцаанаас олно.

K = 1/(4π x ε).

Тогтмол утга нь цэнэгүүд байрлах орчиноос хамаарна ( нэвтрүүлэх чадвар).

Дараа нь F =1/(4π x ε) x (q x Q)/r².

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-4.jpg 640w" sizes="(хамгийн их өргөн: 600px) 100vw, 600px">

Кулоны хууль

Хууль хүчин төгөлдөр байна байгалийн орчин. Онолын тооцооллын хувьд эхлээд цахилгаан цэнэг нь чөлөөт орон зайд (вакуум) байдаг гэж үздэг. Дараа нь ε = 8.85 x 10 (-12-р зэрэглэлд), K = 1 / (4π x ε) = 9 x 10 (9-р зэрэг) -ийн утга.

Чухал!Байгаа нөхцөл байдлыг дүрсэлсэн томъёо бөмбөрцөг тэгш хэм(ихэнх тохиолдолд) найрлагадаа 4π байна. Хэрэв цилиндр тэгш хэм байгаа бол 2π гарч ирнэ.

Хүчдэлийн модулийг тооцоолохын тулд та томъёонд E-г орлуулах хэрэгтэй математик илэрхийлэлКулоны хууль:

E = F/q = 1/(4π x ε) x (q x Q)/(r² x q) = 1/(4π x ε) x Q/r²,

Энд Q нь электрон цацраг үүсгэдэг анхны цэнэг юм.

Тодорхой цэг дээрх цахилгаан цочролын эрчмийг олохын тулд та энэ цэг дээр туршилтын цэнэгийг байрлуулж, түүнд хүрэх зайг тодорхойлж, томъёогоор E-г тооцоолох хэрэгтэй.

Урвуу квадрат хууль

Кулоны хуулийн томъёололд цахилгаан цэнэгүүдийн хоорондох зай 1/r² гэж тэгшитгэлд харагдана. Энэ нь урвуу квадрат хуулийг хэрэглэх нь шударга болно гэсэн үг юм. Өөр нэг алдартай хууль бол Ньютоны таталцлын хууль юм.

Заавар

Хэрэв цахилгаан талбарт байгаа бол хураамж үүсгэсэн Q, өөр Q0 цэнэгийг байрлуул, тэгвэл энэ нь түүнд тодорхой хүчээр үйлчилнэ. Үүнийг цахилгаан орны хүч чадал E гэж нэрлэдэг. Энэ нь орон зайн тодорхой цэгт Q0 эерэг цахилгаан цэнэг дээр үйлчилж буй F хүчийг энэ цэнэгийн утгад харьцуулсан харьцаа юм: E = F/Q0.

-аас хамаарна тодорхой цэгорон зайд E талбайн хүч чадлын утга өөрчлөгдөж болох бөгөөд үүнийг E = E (x, y, z, t) томъёогоор илэрхийлнэ. Тиймээс цахилгаан орны хүч нь вектор юм физик хэмжигдэхүүнүүд.

Талбайн хүч нь цэгийн цэнэгт үйлчлэх хүчнээс хамаардаг тул цахилгаан орны хүч чадлын вектор Е нь хүчний вектор F-тэй ижил байна.Куломын хуулийн дагуу хоёр цэнэгтэй бөөмс вакуумд харилцан үйлчлэх хүч нь чиглэлийн дагуу чиглэнэ. Энэ нь эдгээр төлбөрийг холбодог.

Сэдвийн талаархи видео

Объектууд вектор алгебрмодуль гэж нэрлэгддэг чиглэл, урттай шулуун шугамын сегментүүд юм. Тодорхойлохын тулд модуль вектор, арилгах хэрэгтэй квадрат язгууртүүний проекцуудын квадратуудын нийлбэрийг илэрхийлэх хэмжигдэхүүнээс координатын тэнхлэгүүд.

Заавар

Векторууд нь урт ба чиглэл гэсэн хоёр үндсэн шинж чанараар тодорхойлогддог. Урт векторэсвэл норм ба скаляр утгыг илэрхийлнэ, эхлэл цэгээс төгсгөлийн цэг хүртэлх зай. Аль аль нь янз бүрийн эсвэл үйлдлүүдийг графикаар илэрхийлэхэд ашиглагддаг, жишээлбэл. биеийн хүч чадал, хөдөлгөөнүүд энгийн бөөмсгэх мэт.

Байршил векторхоёр хэмжээст буюу гурван хэмжээст орон зайтүүний шинж чанарт нөлөөлөхгүй. Хэрэв та үүнийг өөр газар шилжүүлэх юм бол зөвхөн төгсгөлийн координатууд өөрчлөгдөх болно модульмөн чиглэл нь хэвээр байх болно. Энэхүү бие даасан байдал нь вектор алгебрийг янз бүрийн тооцоололд ашиглах боломжийг олгодог, жишээлбэл, орон зайн шугам ба хавтгай хоорондын өнцөг.

Вектор бүрийг түүний төгсгөлийн координатаар тодорхойлж болно. Эхлээд хоёр хэмжээст орон зайг авч үзье: эхлэлийг нь үзье векторА цэгт (1, -3), В цэгт (4, -5) байна. Тэдний проекцийг олохын тулд х тэнхлэг ба орднатын перпендикулярыг буулгана.

Өөрийнхөө төсөөллийг тодорхойл вектор, үүнийг томъёогоор тооцоолж болно: АВх = (xb - xa) = 3 ABy = (yb - ya) = -2, энд: ABx ба ABy нь проекц юм вектор Ox болон Oy тэнхлэг дээр xa ба xb нь A ба B цэгүүдийн абсциссууд юм ya ба yb нь харгалзах орднууд;

График зураг дээр та харах болно зөв гурвалжин, урттай хөлөөр үүсгэгдсэн, төсөөлөлтэй тэнцүү байна вектор. Гурвалжны гипотенуз нь тооцоолох шаардлагатай хэмжигдэхүүн юм, өөрөөр хэлбэл. модуль вектор. Пифагорын теоремыг хэрэглэ: |AB|² = ABx² + ABy² → |AB| = √((xb - xa)² + (yb – ya)²) = √13.

Үзэж буй жишээнд za = 3, zb = 8, тэгвэл: zb – za = 5;|AB| = √(9 + 4 + 25) = √38.

Сэдвийн талаархи видео

Цэгийн цэнэгийн модулийг тодорхойлохын тулд ижил хэмжээтэй, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн хүч болон тэдгээрийн хоорондын зайг хэмжиж тооцоолно. Хэрэв та хувь хүнд зориулж цэнэглэх модулийг олох шаардлагатай бол цэгийн биетүүд, тэдгээрийг мэдэгдэж буй хүч чадалтай цахилгаан талбарт нэвтрүүлж, эдгээр цэнэгүүд дээр талбайн үйлчлэх хүчийг хэмжинэ.

>>Физик: Цахилгаан орны хүч. Талбайн суперпозицийн зарчим

Цахилгаан орон байдаг гэж батлах нь хангалтгүй юм. Орох хэрэгтэй тоон шинж чанарталбайнууд. Үүний дараа цахилгаан талбарыг бие биетэйгээ харьцуулж, шинж чанарыг нь үргэлжлүүлэн судалж болно.
Цахилгаан талбарыг цэнэг дээр ажиллаж буй хүчнүүд илрүүлдэг. Хэрэв бид талбайн аль ч цэг дээр ямар нэгэн цэнэг дээр ажиллаж байгаа хүчийг мэддэг бол бид талбайн талаар хэрэгтэй бүх зүйлийг мэддэг гэж маргаж болно.
Тиймээс, энэ хүчийг тодорхойлох боломжийг бидэнд олгох талбайн шинж чанарыг нэвтрүүлэх шаардлагатай байна.
Хэрэв та жижиг цэнэгтэй биетүүдийг талбайн нэг цэгт ээлжлэн байрлуулж, хүчийг хэмжих юм бол талбайн цэнэгт үйлчилж буй хүч нь энэ цэнэгтэй шууд пропорциональ болохыг олж мэдэх болно. Үнэхээр талбарыг цэгийн цэнэгээр үүсгэгээрэй q 1. Кулоны хуулийн дагуу (14.2) ялын тухай q 2цэнэгтэй пропорциональ хүч байдаг q 2. Тиймээс байрлуулсан объектод үйлчлэх хүчний харьцаа энэ цэгталбайн цэнэг, талбайн цэг бүрийн цэнэг нь цэнэгээс хамаарахгүй бөгөөд тухайн талбайн шинж чанар гэж үзэж болно. Энэ шинж чанарыг цахилгаан талбайн хүч гэж нэрлэдэг. Хүчний нэгэн адил талбайн хүч ч мөн адил вектор хэмжигдэхүүн ; Энэ нь үсгээр тэмдэглэгдсэн байдаг. Хэрэв талбарт байрлуулсан цэнэгийг үүгээр тэмдэглэсэн бол qоронд нь q 2, тэгвэл хурцадмал байдал нь дараахтай тэнцүү болно.

хэрэв сансар огторгуйн өгөгдсөн цэг дээр янз бүрийн цэнэгтэй бөөмсүүд хүч чадал нь цахилгаан орон үүсгэдэг гэх мэт, тэгвэл энэ цэг дэх талбайн хүч нь эдгээр талбайн хүч чадлын нийлбэртэй тэнцүү байна.

Түүгээр ч зогсохгүй хувь хүний ​​цэнэгийн үүсгэсэн талбайн хүч нь тухайн талбайг үүсгэсэн өөр цэнэг байхгүй мэт тодорхойлогддог.
Суперпозиция зарчмын ачаар цэнэгтэй бөөмсийн системийн талбайн хүчийг аль ч цэг дээр олохын тулд цэгийн цэнэгийн талбайн хүчийг илэрхийлэх илэрхийллийг (14.9) мэдэхэд хангалттай. Зураг 14.8-д тухайн цэг дэх талбайн хүчийг хэрхэн тодорхойлохыг харуулав Ахоёр үүсгэсэн цэгийн төлбөр q 1Тэгээд q 2 , q 1 >q 2

???
1. Цахилгаан орны хүчийг юу гэж нэрлэдэг вэ?
2. Цэгэн цэнэгийн талбайн хүч хэд вэ?
3. Хэрэв цэнэгийн талбайн хүч q 0 хэрхэн чиглэгддэг q 0>0 ? Хэрэв q 0<0 ?
4. Талбайн суперпозиция зарчмыг хэрхэн томъёолсон бэ?

Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Соцкий, Физик 10-р анги

Хэрэв танд энэ хичээлтэй холбоотой засвар, санал байвал

Цахилгаан цэнэгүүд бие биедээ шууд нөлөөлдөггүй нь эрт дээр үеэс тогтоогдсон. Бүх цэнэглэгдсэн биетүүдийг тойрсон орон зайд цахилгаан талбайн үйл ажиллагаа ажиглагдаж байна. Тиймээс цэнэгийн эргэн тойрон дахь талбаруудын хооронд харилцан үйлчлэл үүсдэг. Талбар бүр нь цэнэгт нөлөөлдөг тодорхой хүчтэй байдаг. Энэ чадвар нь хүн бүрийн гол шинж чанар юм.

Цахилгаан талбайн параметрүүдийг тодорхойлох

Цэнэглэгдсэн объектын эргэн тойронд байрлах цахилгаан талбайн судалгааг туршилтын цэнэг гэж нэрлэдэг. Дүрмээр бол энэ нь цэгийн цэнэг бөгөөд түүний хэмжээ нь маш өчүүхэн бөгөөд судалж буй үндсэн цэнэгт ямар ч байдлаар мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэх боломжгүй юм.

Цахилгаан талбайн тоон үзүүлэлтийг илүү нарийвчлалтай тодорхойлохын тулд тусгай утгыг тогтоосон. Энэ чадлын шинж чанарыг цахилгаан талбайн хүч гэж нэрлэдэг.

Талбайн хүч нь тогтвортой физик хэмжигдэхүүн юм. Үүний утга нь орон зайн тодорхой цэгт байрлах эерэг туршилтын цэнэг дээр ажиллаж буй талбайн хүчийг энэхүү туршилтын цэнэгийн утгатай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна.

Хүчдэлийн вектор - үндсэн шинж чанар

Эрчим хүчний гол шинж чанар нь цахилгаан орны эрчмийн вектор юм. Тиймээс энэ шинж чанар нь вектор физик хэмжигдэхүүн юм. Орон зайн аль ч цэг дээр хурцадмал байдлын вектор нь үйлчлэх хүчнийхтэй ижил чиглэлд чиглэнэ эерэг туршилтын цэнэгийн нөлөө. Цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөггүй тогтмол цэнэгүүд нь цахилгаан статик цахилгаан оронтой байдаг.

Хэд хэдэн цэнэглэгдсэн биетүүдийн үүсгэсэн цахилгаан талбайг нэг дор судлах тохиолдолд түүний нийт хүч нь туршилтын цэнэг дээр ажиллаж буй цэнэглэгдсэн бие бүрийн хүчний геометрийн нийлбэрээс бүрдэнэ.

Үүний үр дүнд цахилгаан талбайн хүч чадлын вектор нь цэг бүрт бие даасан цэнэгийн үүсгэсэн бүх талбайн хүч чадлын векторуудын нийт нийлбэрээс бүрдэнэ.

Цахилгаан талбайн шугамууд нь түүний харааны график дүрслэлийг илэрхийлдэг. Цэг бүрийн хурцадмал байдлын вектор нь хүчний шугамтай холбоотой байрлах шүргэгч рүү чиглэнэ. Цахилгаан шугамын тоо нь цахилгаан орны хүч чадлын векторын хэмжээтэй пропорциональ байна.

Хүчдэлийн вектор урсгал