электрическое и электростатическое поле в чем разница

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки

Поле электростатическое и электрическое

no avatar

2. При движении ионов в проводнике второго рода (в самом объёме раствора) возникает магнитное поле или же только вокруг проводника? (В приближении если говорить)

Заслуженный участник
file.php?avatar=4029 1459547246

Электрическое поле является электростатическим, только когда все заряды неподвижны, и нет переменных по времени электрических и магнитных полей.

Ни в чём, кроме того, что быстро закончится.

При любом протекании тока возникает магнитное поле везде в объёме (кроме сверхпроводников). Это просто видно из уравнения Максвелла 42f09ad1691e7037d99371b3cdc2f84782если взять контур внутри проводника, охватывающий часть линий тока. Дальше, для контура, охватывающего целиком проводник, циркуляция достигает максимального значения, и дальше не меняется, а магнитное поле спадает (поскольку длина контура растёт). Для круглого однородного контура магнитное поле нарастает до его поверхности, на ней максимально, и дальше спадает.

Эта поляризация будет происходить всегда, при любой величине зарядов.

no avatar

Последний раз редактировалось rambler87 05.03.2014, 12:56, всего редактировалось 1 раз.

Ещё такой, надеюсь пока последний, мысленный эксперимент.
Имеем две установки:
I. катод | проводник второго рода | анод
II. (-) стат.заряд | диэл. | проводник второго рода | диэл. | (+) стат. заряд

В первом случае через проводник второго рода потечёт постоянный ток
Во втором случае мы будем иметь временный ток пока происходит поляризация проводника да? То есть можно подобрать заряды статические так, чтобы никакой разницы между физическим состоянием проводника второго рода в первом и втором экспериментах не было. Пусть даже это продлится очень небольшой промежуток времени

Заслуженный участник
file.php?avatar=4029 1459547246

И наконец, всё то, о чём вы спрашиваете, совершенно не зависит от того, проводник какого рода обсуждается. Можно мысленно заменить электролит на металл, и получить тот же самый ответ, и он будет правильным.

no avatar

Последний раз редактировалось rambler87 05.03.2014, 14:27, всего редактировалось 3 раз(а).

На самом деле мне этот мысленный эксперимент был нужен постольку, поскольку наличие различного рода электродных процессов усложняет картину.

Заслуженный участник
file.php?avatar=4029 1459547246

Ну, это уже никак не явления теории электричества, это сложные последствия биологического уровня.

На самом деле мне этот мысленный эксперимент был нужен постольку, поскольку наличие различного рода электродных процессов усложняет картину.

spacer

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: HungryLion

Источник

Электрическое и электростатическое поле в чем разница

135 дн. с момента
до конца учебного года

92

Электростатическое поле и его характеристики

Электростатическое поле существующий вокруг неподвижный заряженных тел, действует на заряд с некоторой силой, вблизи заряда – сильнее.
Электростатическое поле не изменяется во времени.
Силовой характеристикой электрического поля является напряженность1

Напряженностью электрического поля в данной точке называется векторная физическая величина, численно равная силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля.

2

3

4

7

Силовыми линиями (линиями напряженности электрического поля) называют линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора напряженности в данной точке.

Силовые линии начинаются на положительном заряде и заканчиваются на отрицательном ( Силовые линии электростатических полей точечных зарядов. ).

6

Густота линий напряженности характеризует напряженность поля (чем плотнее располагаются линии, тем поле сильнее).

Электростатическое поле точечного заряда неоднородно (ближе к заряду поле сильнее).

Силовые линии электростатических полей бесконечных равномерно заряженных плоскостей.
Электростатическое поле бесконечных равномерно заряженных плоскостей однородно. Электрическое поле, напряженность во всех точках которого одинакова, называется однородным.

Источник

В чем основное различие между электростатическим полем и электрическим полем постоянного тока?

ЭППТ отличается от электростатического тем, что в случае однородной проводящей среды свободный заряд не накапливается. Кроме этого, поверхность проводящего тела в ЭППТ не эквипотенциальна в силу Е1t¹0.

Сформулировать основные законы электрического поля постоянного тока в интегральной форме.

Закон Джоуля — Ленца. Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивления участка.

image016

image018

Записать полную систему уравнений Максвелла и граничные условия, характеризующие стационарные электрические поля.

Магнитное поле может создаваться как движущимися электрическими зарядами, так и изменяющимся во времени электрическим полем. 2) Закон Фарадея. Изменяющееся во времени магнитное поле порождает вихревое электрическое поле. 3) Магнитное поле является соленоидальным (не существует магнитных зарядов в природе) 4) Закон Кулона в дифференциальной форме. Электрическое поле создаётся зарядами. Векторы электрической индукции начинаются и заканчиваются на зарядах.

image019

В чем различие записи закона Ома в дифференциальной форме для сред, находящихся внутри и вне источников энергии?

Закон Ома в дифференциальной форме – J = γ·Ē. Это уравнение справедливо для областей вне источников ЭДС. В областях, занятых источниками ЭДС, существует также так называемое стороннее электрическое поле, обеспечивающее непрерывное движение зарядов в электрической цепи. Это поле обусловлено химическими, электрохимическими, тепловыми и термоэлектрическими процессами. Закон Ома в дифференциальной форме для областей, занятых источниками ЭДС – J = γ(Ē + Ēстор) – обобщённый закон Ома.

Читайте также:  шпаклевка для стен под плитку в ванной

Каковы методы расчета электрических полей постоянного тока и в чем их суть?

Общих методов расчета нелинейных цепей не существует. Известные приемы и способы имеют различные возможности и области применения. В общем случае при анализе нелинейной цепи описывающая ее система нелинейных уравнений может быть решена следующими методами: графическими; аналитическими; графо-аналитическими; итерационными.

Графические методы расчета. При использовании этих методов задача решается путем графических построений на плоскости. При этом характеристики всех ветвей цепи следует записать в функции одного общего аргумента. Благодаря этому система уравнений сводится к одному нелинейному уравнению с одним неизвестным.

Аналитический метод расчёта. В качестве исходных данных для расчета заданы конфигурация и основные геометрические размеры магнитной цепи, кривая (кривые) намагничивания ферромагнитного материала и магнитный поток или магнитная индукция в каком-либо сечении магнитопровода.

Итерационный метод расчета. Данный метод, сущность которых была рассмотрена при анализе нелинейных резистивных цепей постоянного тока, являются приближенными численными способами решения нелинейных алгебраических уравнений, описывающих состояние магнитной цепи. Они хорошо поддаются машинной алгоритмизации и в настоящее время широко используются при исследовании сложных магнитных цепей на ЦВМ. При анализе относительно простых цепей, содержащих небольшое число узлов и нелинейных элементов в эквивалентной электрической схеме замещения (обычно до двух-трех), возможна реализация методов “вручную”.

Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 893 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Электрическое поле, электростатическая индукция, емкость и конденсаторы

Понятие об электрическом поле

Известно, что в пространстве, окружающем электрические заряды, действуют силы электрического поля. Многочисленные опыты над заряженными телами полностью подтверждают это. Пространство, окружающее любое заряженное тело, является электрическим полем, в котором действуют электрические силы.

Направление сил поля называют силовыми линиями электрического поля. Поэтому условно считают, что электрическое поле есть совокупность силовых линий.

Силовые линии поля обладают определенными свойствами:

силовые линии выходят всегда из положительно заряженного тела, а входят в тело, заряженное отрицательно;

они выходят во все стороны перпендикулярно поверхности заряженного тела и перпендикулярно входят в него;

силовые линии двух одноименно заряженных тел как бы отталкиваются одна от другой, а разноименно заряженных — притягиваются.

Силовые линии электрического поля всегда разомкнуты, так как они обрываются на поверхности заряженных, тел. Электрически заряженные тела взаимодействуют друг с другом: разноименно заряженные притягиваются, а одноименно заряженные отталкиваются.

1504430805 1

Электрически заряженные тела (частицы) с зарядами q1 и q2 взаимодействуют друг с другом с силой F, которая является векторной величиной и измеряется в ньютонах (Н). При разноименных зарядах тела притягиваются друг к другу, а при одноименных – отталкиваются.

Сила притяжения или отталкивания зависит от величины зарядов тел и от расстояния между ними.

Заряженные тела называются точечными, если их линейные размеры малы по сравнению с расстоянием r между телами. Величина силы их взаимодействия F зависит от величины зарядов q1 и q2, расстояния r между ними и среды, в которой находятся электрические заряды.

Если в пространстве между телами будет не воздух, а какой-нибудь другой диэлектрик, т. е. непроводник электричества, то сила взаимодействия между телами уменьшится.

Величина, характеризующая свойства диэлектрика и показывающая, во сколько раз сила взаимодействия между зарядами увеличится, если данный диэлектрик заменить воздухом, называется относительной диэлектрической проницаемостью данного диэлектрика.

1255801988 1

Если проводящему телу А шарообразной формы, изолированному от окружающих предметов, сообщить отрицательный электрический заряд, т. е. создать в нем избыток электронов, то этот заряд равномерно распределится по поверхности тела. Так происходит потому, что электроны, отталкиваясь один от другого, стремятся выйти на поверхность тела.

1255802029 2

Явление электростатической индукции

Очевидно, что такое наэлектризованное состояние тела является вынужденным и поддерживается исключительно действием сил электрического поля, созданного телом А.

Если проделать то же самое, когда тело А будет заряжено положительно, то свободные электроны с руки человека устремятся к телу Б, нейтрализуют его положительный заряд, и тело Б окажется заряженным отрицательно.

Чем выше будет степень электризации тела А, т. е. чем выше его потенциал, тем до большего потенциала можно наэлектризовать посредством электростатической индукции тело Б.

Таким образом, мы пришли к выводу, что явление электростатической индукции дает возможность при определенных условиях накапливать электричество на поверхности проводящих тел.

1255802327 8

Каждое тело можно зарядить до известного предела, т. е. до определенного потенциала; повышение потенциала сверх предельного влечет за собой разряд тела в окружающую атмосферу. Для разных тел необходимо различное количество электричества, чтобы довести их до одного и того же потенциала. Иначе говоря, различные тела вмещают различное количество электричества, т. е. обладают разной электрической емкостью (или просто емкостью).

Электрической емкостью называется способность тела вмещать в себе определенное количество электричества, повышая при этом свой потенциал до определенной величины. Чем больше поверхность тела, тем больший электрический заряд может вместить в себя это тело.

Если тело имеет форму шара, то емкость его находится в прямой зависимости от радиуса шара. Емкость измеряют фарадами.

1255801945 4

Конденсатор состоит из двух металлических пластин (обкладок), изолированных одна от другой прослойкой воздуха или каким-либо другим диэлектриком (слюдой, бумагой и т. д.).

Если одной из пластин сообщить положительный заряд, а другой — отрицательный, т. е. противоположно зарядить их, то заряды пластин, взаимно притягиваясь, будут удерживаться на пластинах. Это позволяет сосредоточить на пластинах гораздо большее количество электричества, чем если бы заряжать их в удалении одна от другой.

Читайте также:  бетонный пол в деревянной бане

Емкость конденсатора равна:

Из этой формулы видно, что с увеличением площади пластин емкость конденсатора увеличивается, а с увеличением расстояния между ними уменьшается.

Поясним эту зависимость. Чем больше площадь пластин, тем большее количество электричества они способны вместить, а следовательно, и емкость конденсатора будет большей.

1255801969 1

При уменьшении расстояния между пластинами возрастает взаимное влияние (индукция) между их зарядами, что позволяет сосредоточить на пластинах большее количество электричества, а следовательно, увеличить емкость конденсатора.

Таким образом, если мы хотим получить конденсатор большой емкости, мы должны брать пластины большой площади и изолировать их между собой тонким слоем диэлектрика.

Формула показывает также, что с увеличением диэлектрической проницаемости диэлектрика емкость конденсатора увеличивается.

Следовательно, конденсаторы, равные по своим геометрическим размерам, но содержащие в себе различные диэлектрики, имеют различную емкость.

Если, например, взять конденсатор с воздушным диэлектриком, диэлектрическая проницаемость которого равна единице, и поместить между его пластинами слюду с диэлектрической проницаемостью 5, то емкость конденсатора возрастет в 5 раз.

Вот почему для получения больших емкостей в качестве диэлектриков используют такие материалы, как слюда, бумага, пропитанная парафином, и др., диэлектрическая проницаемость которых значительно больше, чем у воздуха.

В соответствии с этим различают следующие типы конденсаторов: воздушные, с твердым диэлектриком и с жидким диэлектриком.

Заряд и разряд конденсатора. Ток смещения

Включим конденсатор постоянной емкости в цепь. При установке переключателя на контакт а конденсатор будет включен в цепь батареи. Стрелка миллиамперметра в момент включения конденсатора в цепь отклонится и затем станет на нуль.

1460560179 1

Конденсатор в цепи постоянного тока

Следовательно, по цепи прошел электрический ток в определенном направлении. Если теперь переключатель поставить на контакт б (т. е. замкнуть обкладки), то стрелка миллиамперметра отклонится в другую сторону и опять станет на нуль. Следовательно, по цепи также прошел ток, но уже другого направления. Разберем это явление.

Когда конденсатор был подключен к батарее, он заряжался, т. е. его обкладки получали одна положительный, а другая отрицательный заряды. Заряд продолжался до тех пор, пока разность потенциалов между обкладками конденсатора не сравнялась с напряжением батареи. Миллиамперметр, включенный последовательно в цепь, показал ток заряда конденсатора, который прекратился, как только зарядился конденсатор.

1255801983 2

Когда же конденсатор отключили от батареи, он остался заряженным, и разность потенциалов между его обкладками была равна напряжению батареи.

Однако, как только замкнули конденсатор, он начал разряжаться, и по цепи пошел ток разряда, но уже в направлении, обратном току заряда. Это продолжалось до тех пор, пока не исчезла разность потенциалов между обкладками, т. е. пока конденсатор не разрядился.

Следовательно, если конденсатор включить в цепь постоянного тока, то в цепи пойдет ток только в момент заряда конденсатора, а в дальнейшем тока в цепи не будет, так как цепь будет разорвана диэлектриком конденсатора.

Поэтому говорят, что «конденсатор не пропускает постоянного тока».

Количество электричества (Q), которое можно сосредоточить на пластинах конденсатора, его емкость (С) и величина подводимого к конденсатору напряжения (U) связаны следующей зависимостью: Q = CU.

Эта формула показывает, что чем больше емкость конденсатора, тем большее количество электричества можно сосредоточить на нем, не повышая сильно напряжения на его обкладках.

Повышение напряжения при неизменной емкости также приводит к увеличению запасаемого конденсатором количества электричества. Однако если к обкладкам конденсатора подвести большое напряжение, то конденсатор может быть «пробит», т. е. под действием этого напряжения диэлектрик в каком-то месте разрушится и пропустит через себя ток. Конденсатор при этом прекратит свое действие. Чтобы избежать порчи конденсаторов, на них указывают величину допустимого рабочего напряжения.

Явление поляризации диэлектрика

1255801955 7Разберем теперь, что происходит в диэлектрике при заряде и разряде конденсатора и почему от диэлектрической проницаемости диэлектрика зависит величина емкости?

Ответ на этот вопрос дает нам электронная теория строения вещества.

В диэлектрике, как во всяком изоляторе, нет свободных электронов. В атомах диэлектрика электроны прочно связаны с ядром, поэтому напряжение, приложенное к пластинам конденсатора, не вызывает в его диэлектрике направленного движения электронов, т. е. электрического тока, как это бывает в проводниках.

Однако под действием сил электрического поля, созданного заряженными пластинами, электроны, вращающиеся вокруг ядра атома, смещаются в сторону положительно заряженной пластины конденсатора. Атом при этом как бы вытягивается по направлению силовых линий поля. Такое состояние атомов диэлектрика называют поляризованным, а само явление — поляризацией диэлектрика.

При разряде конденсатора поляризованное состояние диэлектрика нарушается, т. е. пропадает вызванное поляризацией смещение электронов относительно ядра, и атомы приходят в свое обычное неполяризованное состояние. Установлено, что присутствие диэлектрика ослабляет поле между пластинами конденсатора.

Различные диэлектрики под действием одного и того же электрического поля поляризуются в различной степени. Чем легче поляризуется диэлектрик, тем он больше ослабляет поле. Поляризация воздуха, например, приводит к меньшему ослаблению поля, чем поляризация любого другого диэлектрика.

Но ослабление поля между пластинами конденсатора позволяет сосредоточить на них большее количество электричества Q при одном и том же напряжении U, что в свою очередь, приводит к увеличению емкости конденсатора, так как С= Q / U.

Итак, мы пришли к выводу — чем больше диэлектрическая проницаемость диэлектрика, тем большей емкостью обладает конденсатор, содержащий в своем составе этот диэлектрик.

Наличие этого тока смещения приводит к тому, что конденсатор, подключенный к источнику переменного тока, становится его проводником.

Основные характеристики электрического поля и основные электрические характеристики сред (основные термины и определения)

Читайте также:  светло оливковый цвет в интерьере стен

Напряженность электрического поля

Векторная величина, характеризующая силовое действие электрического поля на электрически заряженные тела и частицы, равная пределу отношения силы, с которой электрическое поле действует на неподвижное точечное заряженное тело, внесенное в рассматриваемую точку поля, к заряду этого тела, когда этот заряд стремится к нулю, и направление которой принимается совпадающим с направлением силы, действующей на положительно заряженное точечное тело.

Линия напряженности электрического поля

Линия, в каждой точке которой касательная к ней совпадает с направлением вектора напряженности электрического поля.

Состояние вещества, характеризуемое тем, что электрический момент данного объема этого вещества имеет значение, отличное от нуля.

Свойство вещества проводить под действием не изменяющегося во времени электрического поля не изменяющийся во времени электрический ток.

Вещество, основным электрическим свойством которого является способность поляризоваться в электрическом поле и в котором возможно длительное существование электростатического поля.

Вещество, основным электрическим свойством которого является электропроводность.

Тело из проводящего вещества.

Полупроводящее вещество (полупроводник)

Вещество, которое является, по своей электропроводности, промежуточным между проводящим веществом и диэлектриком и отличительными свойствами которого являются: резко выраженная зависимость его электропроводности от температуры; изменение его электропроводности при воздействиях электрического поля, света и других внешних факторов; существенная зависимость его электропроводности от количества и природы введенных примесей, дающая возможность усиления и выпрямления электрического тока, а также преобразования некоторых видов энергии в электрическую энергию.

Поляризованность (интенсивность поляризации)

Векторная величина, характеризующая степень электрической поляризации диэлектрика, равная пределу отношения электрического момента некоторого объема диэлектрика к этому объему, когда последний стремится к нулю.

Скалярная величина, характеризующая электрическое поле в пустоте, равная отношению суммарного электрического заряда, заключенного внутри некоторой замкнутой поверхности, к потоку вектора напряженности электрического поля сквозь эту поверхность в пустоте.

Абсолютная диэлектрическая восприимчивость

Скалярная величина, характеризующая свойство диэлектрика поляризоваться в электрическом столе, равная отношению величины поляризованности к величине напряженности электрического поля.

Отношение абсолютной диэлектрической восприимчивости в рассматриваемой точке диэлектрика к электрической постоянной.

Векторная величина, равная геометрической сумме напряженности электрического поля в рассматриваемой точке, умноженной на электрическую постоянную, и поляризованности в той же точке.

Абсолютная диэлектрическая проницаемость

Скалярная величина, характеризующая электрические свойства диэлектрика и равная отношению величины электрического смещения к величине напряженности электрического поля.

Отношение абсолютной диэлектрической проницаемости в рассматриваемой точке диэлектрика к электрической постоянной.

Линия электрического смещения

Линия, в каждой точке которой касательная к ней совпадает с направлением вектора электрического смещения.

Явление наведения электрических зарядов на проводящем теле под действием внешнего электростатического поля.

Стационарное электрическое поле

Электрическое поле не изменяющихся во времени электрических токов при условии неподвижности проводников с токами.

Потенциальное электрическое поле

Электрическое поле, в котором ротор вектора напряженности электрического поля всюду равен нулю.

Вихревое электрическое поле

Электрическое поле, в котором ротор вектора напряженности не везде равен нулю.

Разность электрических потенциалов двух точек

Скалярная величина, характеризующая потенциальное электрическое поле, равная пределу отношения работы сил этого поля, при переносе положительно заряженного точечного тела из одной данной точки поля в другую, к заряду этого тела, когда заряд тела стремится к нулю (иначе: равная линейному интегралу напряженности электрического поля от одной данной точки до другой).

Электрический потенциал в данной точке

Разность электрических потенциалов данной точки и другой, определенной, но произвольно выбранной точки.

Электрическая емкость уединенного проводника

Скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать электрический заряд, равная отношению заряда проводника к его потенциалу в предположении, что все другие проводники бесконечно удалены и что потенциал бесконечно удаленной точки принят равным нулю.

Электрическая емкость между двумя уединенными проводниками

Скалярная величина, равная абсолютному значению отношения электрического заряда одного проводника к разности электрических потенциалов двух проводников, при условии, что эти проводники имеют одинаковые по величине, но противоположные по знаку заряды и что все другие проводники бесконечно удалены.

Система из двух разделенных диэлектриком проводников (обкладок), предназначенная для использования емкости между этими двумя проводниками.

Абсолютное значение отношения электрического заряда одной из обкладок конденсатора к разности потенциалов между ними при условии, что обкладки имеют одинаковые по величине к противоположные по знаку заряды.

Емкость между двумя проводниками, входящими в систему проводников (частичная емкость)

Абсолютное значение отношения электрического заряда одного из проводников, входящего в систему проводников, к разности потенциалов между ним и другим проводником, если все проводники, кроме последнего, имеют один и тот же потенциал; если в рассматриваемую систему проводников входит земля, то ее потенциал принимается равным нулю.

Стороннее электрическое поле

Поле, обусловленное тепловыми процессами, химическими реакциями, контактными явлениями, механическими силами и другими неэлектромагнитными (при макроскопическом рассмотрении) процессами; характеризуется силовым воздействием на заряженные частицы и тела, находящиеся в области, где это поле существует.

Индуктированное электрическое поле

Электрическое поле, возбуждаемое изменением во времени магнитного поля.

Электродвижущая сила Э. д. с.

Скалярная величина, характеризующая способность стороннего и индуктированного электрических полей вызывать электрический ток, равная линейному интегралу напряженности сторон- него и индуктированного электрических полей между двумя точками вдоль рассматриваемого пути, или вдоль рассматриваемого замкнутого контура.

Скалярная величина, равная линейному интегралу напряженности результирующего электрического поля (электростатического, стационарного, стороннего, индуктированного) между двумя точками вдоль рассматриваемого пути.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Оцените статью
Мой дом
Adblock
detector