Τι ονομάζονται γραμμές ηλεκτρικού πεδίου. Ηλεκτρικά καλώδια

· Ηλεκτρικά καλώδια ηλεκτρικό πεδίοέχουν αρχή και τέλος. Ξεκινούν με θετικά φορτία και τελειώνουν με αρνητικά.

· Οι γραμμές ηλεκτρικού πεδίου είναι πάντα κάθετες στην επιφάνεια του αγωγού.

· Η κατανομή των γραμμών ηλεκτρικού πεδίου καθορίζει τη φύση του πεδίου. Το πεδίο μπορεί να είναι ακτινικός(αν οι ευθείες δύναμης βγαίνουν από ένα σημείο ή συγκλίνουν σε ένα σημείο), ομοιογενής(αν οι γραμμές του πεδίου είναι παράλληλες) και ετερογενής(αν οι γραμμές πεδίου δεν είναι παράλληλες).

20) Να σας υπενθυμίσω ότι αυτά είναι τα ενεργειακά χαρακτηριστικά του ηλεκτρικού πεδίου.

Το δυναμικό ηλεκτρικού πεδίου σε οποιοδήποτε σημείο ορίζεται ως

.

και ισούται με δυναμική ενέργεια χρέωση μονάδας, που εισάγεται σε ένα δεδομένο σημείο του πεδίου.

Εάν ένα φορτίο μετακινηθεί σε ένα πεδίο από το σημείο 1 στο σημείο 2, τότε προκύπτει μια διαφορά δυναμικού μεταξύ αυτών των σημείων

.

Η έννοια της διαφοράς δυναμικού: αυτό είναι το έργο ενός ηλεκτρικού πεδίου για τη μετακίνηση ενός φορτίου από το ένα σημείο στο άλλο.

Το δυναμικό πεδίου μπορεί επίσης να ερμηνευτεί μέσω της εργασίας. Εάν το σημείο 2 είναι στο άπειρο, όπου δεν υπάρχει πεδίο (), τότε - αυτό είναι το έργο του πεδίου για να μετακινήσετε ένα φορτίο από ένα δεδομένο σημείο στο άπειρο. Το δυναμικό πεδίου που δημιουργείται από μία μόνο φόρτιση υπολογίζεται ως .

Οι επιφάνειες σε κάθε σημείο των οποίων τα δυναμικά πεδίου είναι ίδια ονομάζονται ισοδυναμικές επιφάνειες. Σε ένα διπολικό πεδίο, οι πιθανές επιφάνειες κατανέμονται ως εξής:

Το δυναμικό πεδίου που σχηματίζεται από πολλά φορτία υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την αρχή της υπέρθεσης: .

α) Υπολογισμός του δυναμικού στο σημείο Α, που δεν βρίσκεται στον άξονα του διπόλου:

Ας βρούμε από το τρίγωνο ( ). Προφανώς, . Να γιατί Και .

.

β) Μεταξύ των σημείων Α και Β, σε ίση απόσταση από το δίπολο

() η διαφορά δυναμικού ορίζεται ως (δεχόμαστε χωρίς την απόδειξη, την οποία θα βρείτε στο εγχειρίδιο του Remizov)

.

γ) Μπορεί να φανεί ότι εάν το δίπολο βρίσκεται στο κέντρο ενός ισόπλευρου τριγώνου, τότε η διαφορά δυναμικού μεταξύ των κορυφών του τριγώνου σχετίζεται με προβολές του διανύσματος στις πλευρές αυτού του τριγώνου ( ).

21) - υπολογίζεται το έργο του ηλεκτρικού πεδίου κατά μήκος των γραμμών ισχύος.

1. Εργασία σε ηλεκτρικό πεδίοδεν εξαρτάται από το σχήμα της διαδρομής.

2. Καμία εργασία δεν εκτελείται κάθετα στις γραμμές δύναμης.

3. Σε κλειστό βρόχο δεν γίνεται καμία εργασία σε ηλεκτρικό πεδίο.

Ενεργειακά χαρακτηριστικά του ηλεκτρικού πεδίου (δυναμικό).

1) Φυσική σημασία:

Εάν Cl, τότε (αριθμητικά), με την προϋπόθεση ότι η χρέωση τοποθετείταισε ένα δεδομένο σημείο του ηλεκτρικού πεδίου.

Μονάδα μέτρησης:

2) Φυσική σημασία:

Εάν μια μονάδα θετικού σημειακού φορτίου τοποθετηθεί σε ένα δεδομένο σημείο, τότε (αριθμητικά), όταν μετακινείται από ένα δεδομένο σημείο στο άπειρο.

Δφ είναι η διαφορά μεταξύ των τιμών χορού δύο σημείων του ηλεκτρικού πεδίου.

U – τάση – “y” είναι η διαφορά μεταξύ των τάσεων δύο σημείων του ηλεκτρικού πεδίου.

[U]=V (Volt)

Φυσική σημασία:

Αν , τότε (αριθμητικά) όταν μετακινείστε από ένα σημείο του πεδίου σε άλλο.

Σχέση άγχους και έντασης:

22) Σε ένα ηλεκτροστατικό πεδίο, όλα τα σημεία ενός αγωγού έχουν το ίδιο δυναμικό, το οποίο είναι ανάλογο με το φορτίο του αγωγού, δηλ. ο λόγος του φορτίου q προς το δυναμικό φ δεν εξαρτάται από το φορτίο q. (Ηλεκτροστατικό είναι το πεδίο που περιβάλλει τα σταθερά φορτία). Ως εκ τούτου, αποδείχθηκε ότι ήταν δυνατή η εισαγωγή της έννοιας της ηλεκτρικής χωρητικότητας C ενός μεμονωμένου αγωγού:

Η ηλεκτρική χωρητικότητα είναι μια ποσότητα αριθμητικά ίση με το φορτίο που πρέπει να μεταδοθεί στον αγωγό για να μεταβληθεί το δυναμικό του κατά ένα.

Η χωρητικότητα καθορίζεται γεωμετρικές διαστάσειςαγωγός, το σχήμα και τις ιδιότητές του περιβάλλονκαι δεν εξαρτάται από το υλικό του αγωγού.

Μονάδες μέτρησης για τις ποσότητες που περιλαμβάνονται στον ορισμό της χωρητικότητας:

Χωρητικότητα - χαρακτηρισμός C, μονάδα μέτρησης - Farad (F, F);

Ηλεκτρικό φορτίο - προσδιορισμός q, μονάδα μέτρησης - κουλόμπ (C, C);

φ - δυναμικό πεδίου - βολτ (V, V).

Είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένα σύστημα αγωγών που θα έχει χωρητικότητα πολύ μεγαλύτερη από έναν μεμονωμένο αγωγό, ανεξάρτητα από τα γύρω σώματα. Ένα τέτοιο σύστημα ονομάζεται πυκνωτής. Ο απλούστερος πυκνωτής αποτελείται από δύο αγώγιμες πλάκες που βρίσκονται σε μικρή απόσταση μεταξύ τους (Εικ. 1.9). Το ηλεκτρικό πεδίο ενός πυκνωτή συγκεντρώνεται μεταξύ των πλακών του πυκνωτή, δηλαδή στο εσωτερικό του. Χωρητικότητα πυκνωτή:

C = q / (φ1 - φ2) = q / U

(φ1 - φ2) - διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλακών του πυκνωτή, δηλ. Τάση.

Η χωρητικότητα ενός πυκνωτή εξαρτάται από το μέγεθος, το σχήμα και τη διηλεκτρική σταθερά ε του διηλεκτρικού που βρίσκεται μεταξύ των πλακών.

C = ε∙εo∙S / d, όπου

S - περιοχή επένδυσης.

d - απόσταση μεταξύ των πλακών.

ε είναι η διηλεκτρική σταθερά του διηλεκτρικού μεταξύ των πλακών.

εo - ηλεκτρική σταθερά 8,85∙10-12F/m.

Εάν είναι απαραίτητο να αυξηθεί η χωρητικότητα, οι πυκνωτές συνδέονται μεταξύ τους παράλληλα.

Εικ.1.10. Παράλληλη σύνδεση πυκνωτών.

Ctotal = C1 + C2 + C3

Στο παράλληλη σύνδεσηόλοι οι πυκνωτές είναι κάτω από την ίδια τάση και το συνολικό τους φορτίο είναι Q. Σε αυτήν την περίπτωση, κάθε πυκνωτής θα λάβει μια φόρτιση Q1, Q2, Q3, ...

Q = Q1 + Q2 + Q3

Q1 = C1∙U; Q2 = C2∙U; Q3 = C3∙U. Ας αντικαταστήσουμε την παραπάνω εξίσωση:

C∙U = C1∙U + C2∙U + C3∙U, από όπου C = C1 + C2 + C3 (και ούτω καθεξής για οποιονδήποτε αριθμό πυκνωτών).

Για σειριακή σύνδεση:

Εικ.1.11. Σειριακή σύνδεσηπυκνωτές.

1/Ctot = 1/C1 + 1/C2 + ∙∙∙∙∙ + 1/ Cn

Παραγωγή του τύπου:

Τάση σε μεμονωμένους πυκνωτές U1, U2, U3,..., Un. Συνολική τάση όλων των πυκνωτών:

U = U1 + U2 + ∙∙∙∙∙ + Un,

λαμβάνοντας υπόψη ότι U1 = Q/ C1; U2 = Q/ C2; Un = Q/ Cn, υποκαθιστώντας και διαιρώντας με Q, λαμβάνουμε μια σχέση για τον υπολογισμό της χωρητικότητας ενός κυκλώματος με μια σειριακή σύνδεση πυκνωτών

Μονάδες χωρητικότητας:

F - farad. Αυτό είναι πολύ μεγάλη αξία, επομένως χρησιμοποιήστε μικρότερες τιμές:

1 μF = 1 μF = 10-6F (μικροφαράντ).

1 nF = 1 nF = 10-9 F (nanofarad);

1 pF = 1pF = 10-12F (picofarad).

23) Αν ένας αγωγός τοποθετηθεί σε ηλεκτρικό πεδίο τότε η δύναμη q θα δράσει στα ελεύθερα φορτία q στον αγωγό. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται μια βραχυπρόθεσμη κίνηση δωρεάν φορτίων στον αγωγό. Αυτή η διαδικασία θα τελειώσει όταν το δικό του ηλεκτρικό πεδίο των φορτίων που προκύπτουν στην επιφάνεια του αγωγού αντισταθμίσει πλήρως το εξωτερικό πεδίο. Το ηλεκτροστατικό πεδίο που προκύπτει μέσα στον αγωγό θα είναι μηδέν (βλ. § 43). Ωστόσο, σε αγωγούς, υπό ορισμένες συνθήκες, μπορεί να συμβεί συνεχής διατεταγμένη κίνηση των ελεύθερων φορέων ηλεκτρικού φορτίου. Αυτή η κίνηση ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα. Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος λαμβάνεται ως η κατεύθυνση κίνησης των θετικών ελεύθερων φορτίων. Για την ύπαρξη ηλεκτρικού ρεύματος σε έναν αγωγό πρέπει να πληρούνται δύο προϋποθέσεις:

1) η παρουσία δωρεάν χρεώσεων στον αγωγό - μεταφορείς ρεύματος.

2) η παρουσία ηλεκτρικού πεδίου στον αγωγό.

Το ποσοτικό μέτρο του ηλεκτρικού ρεύματος είναι η ισχύς του ρεύματος Εγώ– κλιμακωτή φυσική ποσότητα ίση με την αναλογία του φορτίου Δq που μεταφέρεται μέσω της διατομής του αγωγού (Εικ. 11.1) κατά το χρονικό διάστημα Δt προς αυτό το χρονικό διάστημα:

Η διατεταγμένη κίνηση των ελεύθερων φορέων ρεύματος σε έναν αγωγό χαρακτηρίζεται από την ταχύτητα της διατεταγμένης κίνησης των φορέων. Αυτή η ταχύτητα ονομάζεται ταχύτητα μετατόπισης τρέχοντες μεταφορείς. Έστω ένας κυλινδρικός αγωγός (Εικ. 11.1) να έχει διατομή με εμβαδόν μικρό. Στον όγκο του αγωγού, που περιορίζεται από τις διατομές 1 και 2 με απόσταση ∆ Χμεταξύ τους περιέχει τον αριθμό των φορέων ρεύματος Δ Ν= nS∆Χ, Οπου n– συγκέντρωση φορέων ρεύματος. Το συνολικό τους φορτίο ∆q = q 0 ∆ Ν= q 0 nS∆Χ. Εάν, υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου, οι φορείς ρεύματος κινούνται από αριστερά προς τα δεξιά με ταχύτητα μετατόπισης v dr, τότε στο χρόνο ∆ t=∆x/v δρόλοι οι φορείς που περιέχονται σε αυτόν τον τόμο θα περάσουν από τη διατομή 2 και θα δημιουργήσουν ηλεκτρική ενέργεια. Η τρέχουσα ισχύς είναι:

. (11.2)

Τωρινή πυκνότηταείναι η ποσότητα του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει μια μονάδα εμβαδού διατομής ενός αγωγού:

. (11.3)

Σε έναν μεταλλικό αγωγό, οι φορείς ρεύματος είναι ελεύθερα ηλεκτρόνια του μετάλλου. Ας βρούμε την ταχύτητα μετατόπισης των ελεύθερων ηλεκτρονίων. Με ρεύμα I = 1A, περιοχή διατομής του αγωγού μικρό= 1mm 2, συγκέντρωση ελεύθερων ηλεκτρονίων (για παράδειγμα, σε χαλκό) n= 8,5·10 28 m --3 και q 0 = e = 1,6·10 –19 C λαμβάνουμε:

v dr = .

Βλέπουμε ότι η ταχύτητα της κατευθυνόμενης κίνησης των ηλεκτρονίων είναι πολύ χαμηλή, πολύ μικρότερη από την ταχύτητα της χαοτικής θερμικής κίνησης των ελεύθερων ηλεκτρονίων.

Εάν η ισχύς του ρεύματος και η κατεύθυνσή του δεν αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου, τότε ένα τέτοιο ρεύμα ονομάζεται σταθερό.

Στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI) το ρεύμα μετράται σε αμπέρ (ΕΝΑ). Η μονάδα ρεύματος 1 Α προσδιορίζεται από τη μαγνητική αλληλεπίδραση δύο παράλληλων αγωγών με το ρεύμα.

Ένα συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να δημιουργηθεί σε ένα κλειστό κύκλωμα στο οποίο κυκλοφορούν ελεύθεροι φορείς φορτίου κατά μήκος κλειστών τροχιών. Αλλά όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο κινείται σε ένα ηλεκτροστατικό πεδίο κατά μήκος μιας κλειστής διαδρομής, το έργο ηλεκτρικές δυνάμειςίσο με μηδέν. Επομένως, για την ύπαρξη συνεχές ρεύμαπρέπει να έχει μέσα ηλεκτρικό κύκλωμαμια συσκευή ικανή να δημιουργεί και να διατηρεί διαφορές δυναμικού στα τμήματα ενός κυκλώματος λόγω του έργου δυνάμεων μη ηλεκτροστατικής προέλευσης. Τέτοιες συσκευές ονομάζονται πηγές συνεχούς ρεύματος. Οι δυνάμεις μη ηλεκτροστατικής προέλευσης που δρουν σε φορείς ελεύθερου φορτίου από πηγές ρεύματος ονομάζονται εξωτερικές δυνάμεις.

Η φύση των εξωτερικών δυνάμεων μπορεί να ποικίλλει. Σε γαλβανικές κυψέλες ή μπαταρίες προκύπτουν ως αποτέλεσμα ηλεκτροχημικών διεργασιών· στις γεννήτριες συνεχούς ρεύματος, εξωτερικές δυνάμεις προκύπτουν όταν οι αγωγοί κινούνται σε ένα μαγνητικό πεδίο. Υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων, τα ηλεκτρικά φορτία κινούνται μέσα στην πηγή ρεύματος ενάντια στις δυνάμεις ηλεκτροστατικό πεδίο, λόγω του οποίου μπορεί να διατηρείται σταθερό ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα κλειστό κύκλωμα.

Κατά τη μετακίνηση ηλεκτρικά φορτίαΣε ένα κύκλωμα συνεχούς ρεύματος, οι εξωτερικές δυνάμεις που δρουν μέσα στις πηγές ρεύματος εκτελούν έργο.

Φυσική ποσότητα ίση με την αναλογία εργασίας Α αγεξωτερικές δυνάμεις όταν ένα φορτίο q μετακινείται από τον αρνητικό πόλο της πηγής ρεύματος στον θετικό πόλο στην τιμή αυτού του φορτίου λέγεται ηλεκτροκινητική δύναμηπηγή (EMF):

ε . (11.2)

Έτσι, το EMF καθορίζεται από το έργο που επιτελούν οι εξωτερικές δυνάμεις κατά τη μετακίνηση ενός μόνο θετικού φορτίου. Ηλεκτροκινητική δύναμη, όπως και η διαφορά δυναμικού, μετριέται σε βολτ (V).

Όταν ένα μόνο θετικό φορτίο κινείται κατά μήκος ενός κλειστού κυκλώματος συνεχούς ρεύματος, το έργο που γίνεται από τις εξωτερικές δυνάμεις είναι ίσο με το άθροισμα του emf που ενεργεί σε αυτό το κύκλωμα και το έργο που εκτελείται από το ηλεκτροστατικό πεδίο είναι μηδέν.



Γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος Γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος

ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, γραμμές, εφαπτομένες στις οποίες σε κάθε σημείο του πεδίου συμπίπτουν με την κατεύθυνση της ηλεκτρικής έντασης ή, αντίστοιχα μαγνητικό πεδίο; χαρακτηρίζουν ποιοτικά την κατανομή του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στο διάστημα. Οι γραμμές δύναμης είναι μόνο ένας οπτικός τρόπος απεικόνισης των πεδίων δύναμης.

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΑΛΩΔΙΑ

ΓΡΑΜΜΕΣ ΔΥΝΑΜΗΣ, γραμμές που χαράσσονται σε οποιαδήποτε πεδίο δύναμης (εκ.ΠΕΔΙΟ ΔΥΝΑΜΗΣ)(ηλεκτρική, μαγνητική, βαρυτική), οι εφαπτομένες στις οποίες σε κάθε σημείο του πεδίου συμπίπτουν κατά διεύθυνση με το διάνυσμα που χαρακτηρίζει αυτό το πεδίο (διάνυσμα τάσης (εκ.ΙΣΧΥΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ)ηλεκτρικά ή βαρυτικά πεδία, διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής (εκ.ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΕΑΓΩΓΗ)). Οι γραμμές δύναμης είναι μόνο ένας οπτικός τρόπος απεικόνισης των πεδίων δύναμης. Για πρώτη φορά, η έννοια των «γραμμών δύναμης» για ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία εισήχθη από τον M. Faraday. (εκ.ΦΑΡΑΝΤΕΪ Μιχαήλ).
Δεδομένου ότι η ένταση του πεδίου και η μαγνητική επαγωγή είναι σαφείς συναρτήσεις ενός σημείου, μόνο μία γραμμή πεδίου μπορεί να περάσει από κάθε σημείο του χώρου. Η πυκνότητα των γραμμών πεδίου επιλέγεται συνήθως έτσι ώστε ο αριθμός των γραμμών πεδίου που διασχίζουν μια μοναδιαία επιφάνεια κάθετα στις γραμμές πεδίου να είναι ανάλογος με την ένταση του πεδίου (ή τη μαγνητική επαγωγή) σε αυτήν την περιοχή. Έτσι, οι γραμμές πεδίου παρέχουν μια οπτική εικόνα της κατανομής του πεδίου στο διάστημα, χαρακτηρίζοντας το μέγεθος και την κατεύθυνση της έντασης του πεδίου.
Γραμμές ηλεκτροστατικού πεδίου (εκ.ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ)είναι πάντα ανοιχτά: ξεκινούν με θετικά φορτία και τελειώνουν με αρνητικά φορτία (ή πηγαίνουν στο άπειρο). Οι γραμμές πεδίου δεν τέμνονται πουθενά, αφού σε κάθε σημείο του πεδίου η έντασή του έχει μια ενιαία τιμή και μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Η πυκνότητα των γραμμών πεδίου είναι μεγαλύτερη κοντά σε φορτισμένα σώματα, όπου η ένταση του πεδίου είναι μεγαλύτερη.
Οι γραμμές ηλεκτρικού πεδίου στο διάστημα μεταξύ δύο θετικών φορτίων αποκλίνουν. μπορείτε να καθορίσετε ένα ουδέτερο σημείο στο οποίο τα πεδία των απωστικών δυνάμεων και των δύο φορτίων αλληλοακυρώνονται.
Οι γραμμές πεδίου ενός μόνο φορτίου είναι ακτινικές ευθείες που αποκλίνουν από το φορτίο σε ακτίνες, όπως οι γραμμές δύναμης του βαρυτικού πεδίου μιας σημειακής μάζας ή μιας μπάλας. Όσο πιο μακριά από το φορτίο, τόσο λιγότερο πυκνές είναι οι γραμμές - αυτό δείχνει την αποδυνάμωση του πεδίου με την αύξηση της απόστασης.
Γραμμές δύναμης που προέρχονται από φορτισμένο αγωγό ακανόνιστο σχήμα, πυκνώνουν κοντά σε οποιαδήποτε προεξοχή ή άκρη· κοντά σε κοιλότητες ή κοιλότητες, η πυκνότητα των γραμμών πεδίου μειώνεται.
Εάν οι γραμμές πεδίου προέρχονται από μια θετικά φορτισμένη άκρη που βρίσκεται κοντά σε έναν αρνητικά φορτισμένο επίπεδο αγωγό, τότε συμπυκνώνονται γύρω από την άκρη, όπου το πεδίο είναι πολύ ισχυρό, και αποκλίνουν σε μεγάλη περιοχήκοντά στο επίπεδο στο οποίο καταλήγουν, μπαίνοντας στο επίπεδο κάθετα.
Το ηλεκτρικό πεδίο στο διάστημα μεταξύ των παράλληλων φορτισμένων πλακών είναι ομοιόμορφο. Οι γραμμές τάσης σε ένα ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο είναι παράλληλες μεταξύ τους.
Εάν ένα σωματίδιο, για παράδειγμα ένα ηλεκτρόνιο, εισέλθει σε ένα πεδίο δύναμης, τότε είναι υπό την επίδραση πεδίο δύναμηςαποκτά επιτάχυνση και η κατεύθυνση της κίνησής του δεν μπορεί να ακολουθήσει ακριβώς την κατεύθυνση των γραμμών δύναμης, θα κινηθεί προς την κατεύθυνση του διανύσματος της ορμής.
Ένα μαγνητικό πεδίο (εκ.ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ)χαρακτηρίζουν τις γραμμές μαγνητικής επαγωγής, σε οποιοδήποτε σημείο των οποίων το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής κατευθύνεται εφαπτομενικά.
Οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής του μαγνητικού πεδίου ενός ευθύγραμμου αγωγού με ρεύμα είναι κύκλοι που βρίσκονται σε επίπεδα κάθετα στον αγωγό. Τα κέντρα του κύκλου βρίσκονται στον άξονα του αγωγού. Οι γραμμές πεδίου του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής είναι πάντα κλειστές, δηλαδή το μαγνητικό πεδίο είναι δίνη. Τα ρινίσματα σιδήρου τοποθετημένα σε μαγνητικό πεδίο ευθυγραμμίζονται κατά μήκος των γραμμών δύναμης. Χάρη σε αυτό, είναι δυνατός ο πειραματικός προσδιορισμός του τύπου των γραμμών μαγνητικού πεδίου επαγωγής. Το ηλεκτρικό πεδίο δίνης που δημιουργείται από ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο έχει επίσης κλειστές γραμμές δύναμης.

εγκυκλοπαιδικό λεξικό. 2009 .

Δείτε τι είναι οι "γραμμές πεδίου" σε άλλα λεξικά:

Γραμμές διανοητικά τραβηγμένες στο κ.λ. πεδίο δύναμης (ηλεκτρικό.. μαγνητικό, βαρύτητα) έτσι ώστε σε κάθε σημείο του πεδίου η κατεύθυνση της εφαπτομένης στη γραμμή να συμπίπτει με τη φορά της έντασης του πεδίου (μαγνητική επαγωγή στην περίπτωση μαγνητικού πεδίου). μέσω…… Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Πολυτεχνικό Λεξικό

Τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία είναι γραμμές, οι εφαπτομένες στις οποίες σε κάθε σημείο του πεδίου συμπίπτουν με την κατεύθυνση της έντασης του ηλεκτρικού ή του αντίστοιχου μαγνητικού πεδίου. να χαρακτηρίσουν ποιοτικά την κατανομή του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου σε... ... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

ΓΡΑΜΜΕΣ ΠΕΔΙΟΥ, γραμμές σε ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ή ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ, των οποίων η κατεύθυνση σε οποιοδήποτε σημείο κατευθύνεται στο πεδίο... Επιστημονικό και τεχνικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό

Φανταστικές γραμμές που σχεδιάζονται για να απεικονίσουν το κ.λ. πεδίο δύναμης (ηλεκτρικό, μαγνητικό, βαρυτικό). S. l. βρίσκονται με τέτοιο τρόπο ώστε οι εφαπτομένες τους σε κάθε σημείο της δεξιάς να συμπίπτουν κατά διεύθυνση με το διάνυσμα που χαρακτηρίζει το δεδομένο πεδίο... ... Φυσική εγκυκλοπαίδεια

ηλεκτρικά καλώδια- - [L.G. Sumenko. Αγγλο-ρωσικό λεξικό για την τεχνολογία της πληροφορίας. M.: State Enterprise TsNIIS, 2003.] Θέματα τεχνολογίας πληροφοριών γενικά EN γραμμές δύναμης ...

Ηλεκτρικός και μαγ. πεδία, γραμμές που εφάπτονται στην Κριμαία σε κάθε σημείο του πεδίου συμπίπτουν με την κατεύθυνση της ηλεκτρικής τάσης. ή αντιστ. μαγ. πεδία? χαρακτηρίζουν ποιοτικά τη διανομή ηλεκτρικής ενέργειας. μαγ. πεδία στο διάστημα. S. l. μόνο οπτικός τρόπος...... Φυσικές Επιστήμες. εγκυκλοπαιδικό λεξικό

Γραμμές που σχεδιάζονται σε οποιοδήποτε δυναμικό πεδίο (ηλεκτρικό, μαγνητικό, βαρυτικό), οι εφαπτομένες στις οποίες σε κάθε σημείο του χώρου συμπίπτουν στην κατεύθυνση με το διάνυσμα που χαρακτηρίζει αυτό το πεδίο (ηλεκτρικό ή... Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια

Οι γραμμές πεδίου είναι αναπόσπαστες καμπύλες για ένα διανυσματικό πεδίο (δυνάμεις). Οι γραμμές ηλεκτρικού πεδίου είναι κάθετες σε ισοδυναμικές επιφάνειες και, επομένως, σε γραμμές ίσου δυναμικού. Η κατεύθυνσή τους είναι από το "+" στο "". Μέθοδος γραμμής πεδίου στη... ... Wikipedia

γραμμές μαγνητικού πεδίου- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Αγγλο-ρωσικό λεξικό ηλεκτρικής μηχανικής και μηχανικής ισχύος, Μόσχα, 1999] Θέματα ηλεκτρολογικής μηχανικής, βασικές έννοιες EN μαγνητική ροή ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή

Συχνά, λόγω ορισμένων συνθηκών, αποδεικνύεται ότι είναι βολικό να ορίζονται ηλεκτρικά πεδία στο χώρο όχι αναλυτικά χρησιμοποιώντας τύπους, αλλά γραφικά, σχεδιάζοντας χάρτες του ηλεκτρικού πεδίου. Είναι βολικό να πραγματοποιηθεί μια τέτοια γραφική αναπαράσταση πεδίων χρησιμοποιώντας γραμμές ηλεκτρικού πεδίου ή, όπως ονομάζονται διαφορετικά, γραμμές έντασης ηλεκτρικού πεδίου.

Ας ονομάσουμε μια γραμμή ηλεκτρικού πεδίου μια γραμμή που ξεκινά από θετικά φορτία και τελειώνει σε αρνητικά φορτία. Αυτές οι ευθείες περνούν έτσι ώστε η εφαπτομένη που σύρεται σε αυτή τη γραμμή σε κάθε σημείο της να συμπίπτει με το διάνυσμα της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου. Οι γραμμές ηλεκτρικού πεδίου δεν τέμνονται πουθενά (μόνο στα φορτία) και βρίσκονται κάθετα στις φορτισμένες επιφάνειες. Συνήθως εκτελούνται έτσι ώστε η πυκνότητα των γραμμών να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κριθεί το μέγεθος της έντασης του πεδίου. Ας δούμε μερικά παραδείγματα σχεδίασης γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας. Στο Σχ. Σχεδιάζονται 2 θετικές γραμμές πεδίου πόντος χρέωση, και στο Σχ. 3 – Διπολικές γραμμές πεδίου.

		Ρύζι. 2		Ρύζι. 3

Διανυσματική ροή ισχύος ηλεκτρικού πεδίου

Το θεώρημα του Gauss

Η αρχή της υπέρθεσης ηλεκτρικών πεδίων μας επιτρέπει να υπολογίσουμε το ηλεκτρικό πεδίο οποιουδήποτε συστήματος φορτίων. Αλλά υπάρχει ένας άλλος τρόπος για να υπολογίσετε την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου. Είναι βολικό να το χρησιμοποιείτε κάθε φορά που τα φορτία που δημιουργούν το πεδίο κατανέμονται συμμετρικά στο χώρο. Επιπλέον, ο τύπος συμμετρίας μπορεί να είναι οποιοσδήποτε. Ας παρουσιάσουμε μερικά βοηθητικά φυσική ποσότητα, που ονομάζεται ροή του διανύσματος έντασης ηλεκτρικού πεδίου μέσω της επιφάνειας. Ας υποδηλώσουμε αυτή τη ροή με το γράμμα Ν. Ο ευκολότερος τρόπος είναι να εισαγάγετε τη διανυσματική ροή μιγια την περίπτωση ομοιόμορφου ηλεκτρικού πεδίου. Έστω κάποια επίπεδη περιοχή S σε ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο. Ας καλέσουμε

διανυσματική ροή μιμέσω της πλατφόρμας (Εικ. 4)

Μέγεθος ,

Εδώ ένα– γωνία μεταξύ κανονικών nστο δικό μας

τοποθεσία και διάνυσμα μι. Από την προβολή

διάνυσμα μιπρος την κανονική κατεύθυνση μπορεί να είναι

γραμμένο ως η τελευταία ισότητα μπορεί να ξαναγραφτεί ως

Γενικά η ροή dNμέσω της πλατφόρμας dSθα καταγραφεί και θα μεταδοθεί μικρόβρίσκεται ως

(6) Η ενσωμάτωση στον τύπο (6) πραγματοποιείται σε ολόκληρη την επιφάνεια που μας ενδιαφέρει μικρό. Ακριβώς αυτό γενικός ορισμόςροή μιμέσα από την επιφάνεια μικρό. Θα το χρησιμοποιήσουμε στο μέλλον.

Ας προσπαθήσουμε τώρα να υπολογίσουμε τη διανυσματική ροή μιμέσω μιας σφαιρικής επιφάνειας ακτίνας r, στο κέντρο της οποίας υπάρχει σημειακό φορτίο q(Εικ. 5). Διάνυσμα ροής μιμέσα από μια σφαιρική επιφάνεια μικρόμπορεί να καταγραφεί

η τελευταία ισότητα είναι η έκφραση για

ένταση πεδίου ενός σημειακού φορτίου και λάβετε υπόψη ότι οι γραμμές πεδίου ενός σημειακού φορτίου είναι κάθετες στη σφαιρική επιφάνεια, δηλ. κατευθύνεται κατά μήκος της κανονικής προς αυτό και, λόγω αυτού, είναι ίσο με το μέτρο μι.

Στο ολοκλήρωμα όλοι οι παράγοντες εκτός dSπαραμένουν σταθερά στην επιφάνεια της σφαίρας και μπορούν να αφαιρεθούν από το ολοκλήρωμα. Το ολοκλήρωμα σε μια σφαιρική επιφάνεια του στοιχείου του είναι ίσο με το εμβαδόν αυτής της επιφάνειας. Ως αποτέλεσμα, μπορούμε να γράψουμε

Με όποια κλειστή επιφάνεια κι αν περιβάλουμε αυτό το φορτίο, η ροή μέσα από αυτό θα ήταν η ίδια. Εάν άλλα φορτία μπήκαν μέσα σε αυτήν την επιφάνεια, η ροή μιθα ήταν ανάλογο με το αλγεβρικό άθροισμα αυτών των χρεώσεων. Όλα τα παραπάνω μπορούν να διατυπωθούν με τη μορφή ενός θεωρήματος, το οποίο συνήθως ονομάζεται θεώρημα του Gauss.

Η ροή του διανύσματος έντασης ηλεκτρικού πεδίου μέσω μιας κλειστής επιφάνειας είναι ανάλογη με το αλγεβρικό άθροισμα των φορτίων που περιβάλλεται από αυτή την επιφάνεια.

(7) Όπως ήδη αναφέρθηκε, αυτό το θεώρημα αποδεικνύεται πολύ βολικό για τον υπολογισμό των εντάσεων πεδίου που δημιουργούνται από φορτία που κατανέμονται στο χώρο με τη μία ή την άλλη συμμετρία. Αυτό το θεώρημα αντανακλά μια από τις πολύ σημαντικές ιδιότητες των ηλεκτρικών πεδίων και θα πρέπει να αναφερθούμε σε αυτό περισσότερες από μία φορές στο μέλλον. Συμπερασματικά, πρέπει να πούμε ότι δεν αποδείξαμε αυστηρά αυτό το θεώρημα. Η απόδειξη απαιτεί δυσκίνητους μαθηματικούς υπολογισμούς. Εμείς μόνο σκεφτήκαμε ειδικό παράδειγμακαι στη βάση του γενίκευσε το αποτέλεσμα στη γενική κατάσταση. Ωστόσο, αυτό σε καμία περίπτωση δεν μειώνει τη σημασία του ληφθέντος αποτελέσματος.