Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Робота при переміщенні заряджених частинок в електричному полі
Розглянемо|розглядуватимемо| вільну частинку|частку| з|із| позитивним зарядом Q у рівномірному електричному полі.(рис.1.8.) Ця частинка|частка| переміщатиметься по напряму|направленню| сили, що діє на неї F э. При переміщенні частинки|частки| на шляху|колії| l між точками |точками| 1 і 2 здійснюється:|скоює
Рис. 1.8 - Вільна заряджена частинка в рівномірному електричному полі
Враховуючи формулу (1.2), виразимо|виказуватимемо| роботу через напруженість електричного поля Е: .
Робота по переміщенню зарядженої частинки|частки| здійснюється|скоює| в результаті|унаслідок| силової взаємодії частинки|частки| в зовнішньому полі. Чисельно вона пропорційна|пропорціональна| напруженості поля і величині заряду. Робота вважається за позитивну, якщо заряджена частинка переміщається по напряму сил поля. Якщо переміщення викликається|спричиняє| дією сторонніх сил проти|супроти| напряму|направлення| сил електричного поля, робота вважається за негативну|заперечну|. Аналогічні виводи|висновки| можна виконати|проробити| і для нерівномірного поля, визначаючи роботу при переміщенні зарядженої частинки|частки| між точками |точками| 1 і 2 як суму елементарних значень роботи dA, здійснюваною|скоювати| на кожному нескінченно малому відрізку шляху|колії| dl, в межах якого напруженість поля можна вважати за постійну: , де En – проекція| вектора напруженості поля на напрям|направлення| руху зарядженої частинки|частки|. Припустимо|передбачатимемо| тепер, що заряджена частинка|частка| рухається|суне| по замкнутому шляху|колії| 1-4-2-5-1. Коли частинка рухається по ділянці 1-4-2, те переміщення її в напрямі від точки 1 до точки 2 збігається з напрямом сил поля, отже, здійснюється позитивна робота А1.2; при русі по ділянці шляху 2-5-1 сили поля направлені проти руху і робота А1.2 негативна. Загальне|спільне| значення роботи А на замкнутому шляху|колії| 1-4-2-5-1 дорівнює нулю|нуль-індикатору|: (1.4) Невиконання цієї умови означало б, що є|наявний| замкнутий шлях|колія|, уздовж|вздовж| якого робота позитивна. У такому разі|в такому разі| відкрилася|відчиняла| б можливість|спроможність|, не поповнюючи|доповнювати| енергії електричного поля, набути необмеженого значення позитивної роботи. Що суперечило|перечило| б закону збереження|зберігання| енергії. Звідси слідує|прямує| рівність
Але|та| робота на шляху|колії| 2 -5 -1 чисельно рівна і протилежна по знаку тій роботі, яка була здійснена при русі зарядженої частинки|частки| по тому ж шляху|колії|, але|та| у зворотний бік, тобто |цебто|
Обидва шляхи (1-4-2 і 1-5-2) вибрано довільно. Звідси витікає, що робота, що здійснюється силами поля при переміщенні зарядженої частинки між двома точками, не залежить від вибраного шляху, а визначається положенням початкової і кінцевої точок шляху (1 і 2), тобто|цебто| відстанню l. Кількість роботи залежить не тільки|не лише| від величин, що відносяться до поля (Е, l), але і від заряду частинки|частки| (Q). Тому з енергетичної точки зору поле уздовж|вздовж| даного шляху|колії| характеризується роботою, що приходить на одиницю заряду:
Це відношення|ставлення| називається електричною напругою|напруженням|. Електрична напруга|напруження| є енергетична характеристика поля уздовж|вздовж| даного шляху|колії| з|із| однієї точки|точки| в іншу, якою оцінюється|оцінює| можливість|спроможність| здійснення роботи при переміщенні заряджених частинок|часток| між цими точками|точками|. Неважко знайти зв'язок напруженості рівномірного поля з|із| напругою|напруженням| між двома будь-якими точками|точками|:
(1.5)
Одиниця електричної напруги|напруження| Застосовуються також похідні від вольта|вольт-ампера|: 1 кіловольт (кВ|) = 103 В; 1мілівольт| |(мВ|) = 10-3В; 1 мікровольт (мкВ|) =10-6 В. Враховуючи, що робота, що здійснюється|скоює| при переміщенні зарядженої частинки|частки| в електричному полі, залежить від положення|становища| початкової і кінцевої|скінченної| точок шляху|колії|, для розрахунків можна ввести|запроваджувати| енергетичну характеристику поля в кожній точці|точці|, чисельне значення якої є|з'являється| функцією положення|становища| точки|точки|. Такою характеристикою є|з'являється| електричний потенціал j -.
Припустимо|передбачатимемо|, що пробна частинка|частка|, що має заряд Q, розташована|схильна| в точці|точці| 1 електричного поля (див. рис. 1.9.) і отже, знаходиться|перебуває| під дією сили F э. Електричне поле діє на цю частинку подібно до того, як діє поле тяжіння, тобто|цебто| частинка|частка| має потенційну енергію А1. При переміщенні зарядженої частинки|частки| з|із| точки|точки| 1 в точку|точку| 2 здійснюється|скоює| робота А, пов'язана з дією тієї ж сили F э. | Роботу А1.2 потрібне розглядати як спад потенційної енергії зарядженої частинки|частки| при переміщенні її між вказаними точками|точками|. Отже, потенційна енергія в точці|точці| 2.
Відношення|ставлення| потенційної енергії зарядженої частинки|частки|, поміщеної в дану точку електричного поля, до величини її заряду називається електричним потенціалом поля в цій точці|точці|: .
Таким чином, напруга|напруження| між двома точками|точками| електричного поля дорівнює різниці потенціалів поля в цих точках|точках|:
(1.6)
Аналогічні міркування можна привести, розглядаючи|розглядувати| заряджену частинку|частку| в точках 2 и 3| і в інших точках поля. Потенційна енергія зарядженої частинки|частки| в електричному полі зменшується при переході від точки|точки| до точки|точки| по напряму|направленню| ліній напруженості. Вона стає рівною нулю|нуль-індикатору| за межами електричного, де сила F э = 0. За наявності електричного поля нескінченної|безконечної| протяжності сила F э дорівнює | нулю|нуль-індикатору| в нескінченності. При зворотному переміщенні зарядженої частинки|частки| проти|супроти| сили взаємодії її з|із| електричним полем потенційна енергія зростатиме за рахунок роботи зовнішньої неелектричної сили. Потенційна енергія може бути визначена відносно якого -небудь| рівня, прийнятого за початковий. При теоретичних дослідженнях за початковий потенціал приймають потенціал нескінченно видаленої|віддаленої| точки поля, де він дорівнює нулю|нуль-індикатору| (f µ = 0). В цьому випадку потенціал будь-якої точки поля чисельно дорівнює роботі, яка могла бути здійснена в електричному полі при переміщенні частинки|частки|, одиницею заряду, що володіє, з|із| даної точки|точки| в нескінченність. При вирішенні практичних завдань|задач|, що відносяться до електричної установкам, зазвичай|звично| вважають|гадають| початковими потенціал землі|грунту|, який приймають рівним нулю|нуль-індикатору|. Потенціал електричного поля змінюється від точки до точки. Разом з тим в полі можна виділити ряд точок, що мають однаковий потенціал. Геометричне місце точок, що мають однаковий потенціал, називається поверхнею рівня потенціалу, називається поверхнею рівня потенціалу, або эквіпотенціональною поверхнею. У електричному полі будь-якої конфігурації лінії напруженості і эквіпотенціональні| поверхні перетинаються під прямим кутом. У цьому неважко переконатися, розглядаючи|розглядувати| в эквіпотенціональній| поверхні біля деякої точки|точки| а в будь-який нескінченно малий відрізок шляху|колії|(рис.1.9, б). Згідно|згідно з| визначенню еквіпотенціональної| поверхні , робота при переміщенні зарядженої частинки|частки| уздовж|вздовж| будь-якого шляху|колії|
А1.2 = дорівнює нулю|нуль-індикатору|. Ця умова виконується тільки|лише| в тому випадку, якщо|у тому випадку, якщо| вектор напруженості поля в точці|точці| а направлений|спрямований| перпендикулярно|перпендикуляр| до відрізка dl (електрична сила діє в напрямі|направленні|, перпендикулярному|перпендикуляр| переміщенню частинки|частки|). Звідси витікає, що еквіпотенціональні| поверхні рівномірного поля – площина|площина|, перпендикулярні|перпендикуляр| до ліній напруженості (рис.1.9, а), а поля одиночного точкового|крапкового| (рис.1.9., б).
Рис.1.9 - Лінії напруженості і еквіпотенціальні лінії електричного поля.
За допомогою силових і потенційних ліній (эквіпотенціональна| лінія - слід эквіпотенціональної| поверхні) виявляється|опиняється| можливим наочно|наглядний| зобразити|змальовувати| картину зарядженого тіла - сферичні поверхні, центр яких збігається з|із| центром тіла електричного поля.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-12-15; просмотров: 35; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.118.45.162 (0.01 с.) |