Лестницы. Входная группа. Материалы. Двери. Замки. Дизайн

Заряженные тела можно получить наэлектризовав.

Электризация тела – это механический процесс в результате, которого у тела образуется недостаток или избыток электронов.

Электризация может происходить несколькими способами:

СОПРИКОСНОВЕНИЕМ

(заряженное тело поднести к металлической гильзе, она сначала притянется, а потом оттолкнется).

УДАРОМ

(резиновый шланг резко ударить о массивный предмет и поднести к электроскопу).

ТРЕНИЕМ

(стеклянную палочку потереть о шелк получится положительный заряд).

Свойства электрического поля:

Электрическое поле действует на внесённый в это поле заряд Fэл

Вблизи заряженных тел поле сильнее, а по мере удаления слабее

Электрическое поле можно обнаружить с помощью пробного заряда (по действию на пробный заряд)

Основные характеристики электрического поля

Характеристики электрического поля	Формула	Особенности
Электрический заряд-источник электрического поля	1)Закон сохранения электрического заряда: В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной. 2)Если два заряда соединили, затем разъединили, то образовавшиеся заряды будут равны 3)Между одноимённо заряженными телами возникает электростатическое (или кулоновское) отталкивание, а между разноимённо заряженными - электростатическое притяжение. Пример: Два маленьких одинаковых шарикаимеют заряды 4Кли -9Кл.Каким станет заряд каждого шарика, если их привести в соприкосновение, а потом вновь раздвинуть?
Электрическая сила Закон Кулона - сила взаимодействия 2-х точечно заряженных тел прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.	если заряды в вакууме или в воздухе если заряд в среде с диэлектриком Пример: Модуль силы воздействия одного неподвижного точечного заряженного тела на другое равен F . Чему станет равен модуль этой силы, если увеличить заряд одного тела в 2 раза, а второго – в 3 раза?	- относительная диэлектрическая проницаемость среды –число показывающее, во сколько раз напряженность электростатического поля в однородном диэлектрике меньше, чем напряженность в вакууме. k=9·10 9
Напряженностьэлектрического поля – силовая характеристика электрического поля. Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд.	Напряженность – это векторная величина, равная в каждой точке отношению силы, действующей на пробный заряд, помещенный в эту точку поля, к величине этого заряда: Напряженность электрического поля для точечного заряда	Силовые линии электрического поля – линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора напряженности. Густота линий выбирается таким образом, чтобы количество линий, пронизывающих единицу поверхности, перпендикулярной к линиям площадки, было бы равно модулю вектора напряженности.
Принцип суперпозиции напряженности–если в некоторой точке пространства различный заряды создают электрические поля, то результирующая напряжённость в этой точке будет равна векторной сумме напряженностей каждого поля.	Пример1.: Найдите напряженность в средней точке, если q 1 =8нКл, q 2 =-6нКл Е=Е 1 +Е 2 Пример2.: Найдите напряженность в точке удаленной от первого заряда на расстоянии 8см, а от второго на 6см, если q 1 =8нКл, q 2 =-6нКл Пример3.: Найдите напряженность в точке удаленной от первого заряда на расстоянии r 1 , а от второго на r 2 , если q 1 =8нКл, q 2 =-6нКл	Линии напряженности заряженных тел:
Потенциал – энергетическая характеристика поля. Отношение потенциальной энергии к заряду. Эквипотенциальныминазываются поверхности равного потенциала. Разность потенциалов = Напряжению Принцип суперпозиции потенциалов полей: если поле создано несколькими зарядами, потенциал в любой точке равен алгебраической сумме потенциалов, созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности.	Потенциал точечного заряда Связь потенциала и напряжённости	Потенциал поля положительного заряда уменьшаетсяпри удалении от заряда, а потенциал поля отрицательногозаряда увеличивается. В проводниках · положительныезаряды перемещаются от потенциала · отрицательныезаряды - наоборот Линии напряженности направлены в сторону убыванияпотенциала
Работа силы электростатического поля	Пример:Какуюработусовершит поле по переносу заряда q 1 из точки А в В
Работа по переносу заряда q 1 из точки с потенциалом в точку с потенциалом
Энергия электрического поля (заряженного проводника)

Часть 2

Электроемкость C – это характеристика электрических свойств проводника, определяющая возможность накопления зарядов на данном проводнике.

Электроемкость – это отношение заряда проводника к его потенциалу.

Конденсатор состоит из двух проводников, заряженных разноименно равными по абсолютному значению зарядами. Проводники, образующие конденсатор называются его обкладками. Простейший конденсатор – система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика. Такой конденсатор называется плоским. Электрическое поле плоского конденсатора в основном локализовано между пластинами

Электроемкость не зависит:

• от формы проводника;
• от его размеров:
• от диэлектрической проницаемости среды;
• от наличия вблизи заряженных тел

В системе СИ единица электроемкости называется фарад (Ф):

При решении задач электростатики и ответах на отдельные качественные вопросы полезно иметь в виду следующее:

1.Положительные электрические заряды, предоставленные самим себе, движутся в электрическом поле от точек с большим потенциалом к точкам, где потенциал меньше. Отрицательные заряды перемещаются в обратном направлении.

2.Напряженность электрического поля внутри статически заряженного проводника равна нулю. Этот результат не зависит от того, наложено ли на проводник внешнее электрическое поле или нет. Потенциал всех точек, лежащих на проводнике, имеет при этом одинаковое значение, т.е. поверхность проводника является эквипотенциальной.

3.Потенциал земли и всех тел, соединенных проводником с землей, принимается равным нулю.

4.Работа сил электростатического поля по любому замкнутому контуру равна нулю.

5.Если два уединенных шара соединить тонким и длинным проводом, то их общая емкость будет равна сумме емкостей отдельных шаров, поскольку потенциалы шаров будут одинаковыми, а общий заряд системы равен сумме зарядов шаров.

По этой же причине уединенный шар можно рассматривать как два конденсатора, соединенные между собой параллельно, с емкостями, равными.

6.Электрическое поле заряженного конденсатора можно рассматривать как результат наложения двух полей, созданных каждой обкладкой конденсатора. Если поля, создаваемые обкладками плоского заряженного конденсатора, можно считать однородными, то напряженность поля в конденсаторе будет в 2 раза больше напряженности поля, создаваемое одной бесконечной заряженной плоскостью.

7.Если плоский конденсатор подключить к источнику питания, зарядить его и затем отключить, то при изменении емкости С конденсатора вследствие раздвижения (сближения) или смещения пластин, внесения (удаления) диэлектрика заряд на конденсаторе не меняется.

8.Если батарею конденсаторов, подключить к источнику напряжения и сообщить ей некоторый заряд, то алгебраическая сумма зарядов любой группы обкладок, изолированных от источника, всегда должна быть равна нулю, поскольку заряды в этой группе пластин разделяются вследствие индукции.

В природе существует множество явлений, которые человек до сих пор полностью не понимает. К ним относятся и электрические поля, характеристики которых мы уже умеем достаточно неплохо определять. В то же время воспользоваться ими удается далеко не всегда. Это направление носит скорее теоретический характер и, скорее всего, не даст выгоды в краткосрочной перспективе изучения, а сейчас больший упор делается именно на такие разработки. Таким образом, исследуют возможности таких полей в основном энтузиасты, и ожидать радикальных прорывов в ближайшем будущем точно не стоит.

Что такое электрическое поле

Как и во многих других случаях, начать описание данного явления нужно именно с его определения. С точки зрения современной науки, оно представляет собой специальный вариант материи, созданной при помощи заряженных тел. Обнаружить электрическое поле и его характеристики можно благодаря взаимодействию друг с другом зарядов. Они и есть основные составные элементы данного явления. Обычным зрением обнаружить его невозможно, но у человека много других органов чувств. И вот с их помощью определить наличие такого поля вполне реально. Самый простой пример - поднести руку к экрану телевизора. Он, как и любые другие электронные приборы, создает вокруг себя именно такое поле, на что реагируют волоски на руке. В результате человек получает возможность весьма условно, но все же определять наличие или отсутствие такого явления.

Электрическое и электромагнитное поле

Эти понятия не стоит путать. Основные характеристики электрического поля говорят о том, что оно является частью электромагнитного его аналога. Фактически, в составе этого явления есть два элемента, один из которых обсуждается в этой статье, а второй логично выходит из названия. Это магнитное поле. Они всегда взаимодействуют друг с другом и обычно рассматриваются вместе, но имеют разные особенности, и потому в некоторых случаях их лучше разделять.

Свойства

У каждого такого явления есть определенные особенности, которые постоянно остаются неизменными. Так, какова бы ни была энергетическая характеристика электрического поля, можно выделить следующие его свойства:

• Зрительно обнаружить такое явление невозможно, как и определить его параметры. Для этого необходимы специальные приборы.
• Любое электрическое поле обладает некоторым воздействием на заряды, при помощи которых и возникает. Они же влияют на его обнаружение.
• Электрическое поле абсолютно реально и материально. Оно существовало и будет существовать вне зависимости от наших представлений, верований, знаний и так далее.
• Любое электрическое поле обладает такими характеристиками, как напряженность, потенциал и напряжение.

Современная наука уже умеет сознательно создавать такие явления и даже управлять ими в определенных пределах, но еще очень далека от того, чтобы полноценно поставить их на службу человеку.

Напряженность

Это одна из характеристик электрического поля. Напряженность применяется в том случае, когда требуется определить «количество» такого явления в определенном месте. Представить себе это достаточно сложно, особенно без достаточных знаний по физике, так как показатель этот относится именно к данному направлению науки. Так, данная величина высчитывается как отношение пробного положительного заряда к силе действия. И при этом характеристика относится к векторным показателям. То есть направление ее обязательно аналогично тому, которое воздействует на пробный заряд. Если говорить проще, то напряженность - это сила или мощность электрического поля в конкретное время в определенном месте. Чем этот показатель выше, тем сильнее данное явление воздействует на окружающие предметы или живые существа.

Потенциал

Это еще одна характеристика электрического поля. Потенциал является накопленной энергией, которую явление может использовать для перемещения зарядов. Когда тот начинает двигаться, на это тратится вот этот самый ресурс, и в конечном итоге он становится равным нулю. Накапливается он обратным образом. В качестве примера можно взять все тот же заряд, но расположенный вне электрического поля. Как только некая сила перемещает его внутрь и двигает там, появляется потенциал.

Проще всего это представить на примере обычной пружины. В своем спокойном положении она не имеет никакого потенциала и просто представляет собой изогнутый кусок металла. Но как только мы начнем сдавливать ее, начнет возникать потенциал. Если отпустить пружину, она моментально распрямится и при этом подвинет все предметы, которые сможет, расположенные на ее пути. Если вернуться к рассматриваемым электрическим полям, то в их случае потенциал будет строго соответствовать приложенным усилиям на перемещение заряда. В современной науке этот показатель измеряется вольтами.

Напряжение

Фактически любое такое явление можно описать двумя предыдущими показателями. Но характеристикой электрического поля является и напряжение. Оно является производным от потенциала и показывает, какую именно в количественном соотношении работу произвело явление. На примере той же пружины, напряжение будем тем показателем, на который она развернулась после сжатия. То есть, если потенциал - это общая «накопленная энергия», то этот параметр уже дает понять, сколько именно ее было потрачено на движение зарядов.

Применение

Характеристики электрических полей подразумевают наличие двух основных свойств, которые и используются человеком. Так, они могут формировать ионы, а погруженные в жидкость электроды позволяют без особых усилий разделять ее, грубо говоря, по фракциям. Именно в основе этих свойств и лежит использование электрических полей.

• Медицина. Тут применяется система воздействия на пораженное место направленными ионами. В результате они способствуют повышению скорости регенерации, очищают рану, убивают микробов и так далее. Кроме того, свойства и характеристики электрических полей позволяют им «вибрировать» с большой частотой. Эта особенность также используется. Благодаря ей можно повысить температуру некоторых отдельных частей тела, что будет способствовать улучшению кровотока и положительно скажется на здоровье.
• Очистка. В этой сфере используется система разделения жидкостей. Так, именно подобная особенность применяется в очистных сооружениях. Вода, в которой растворено огромное количество всевозможного мусора, становится очень вредной. При этом с ней сложно что-то сделать, ведь далеко не все фильтры смогут справиться с проблемой. В такой ситуации и применяются электрические поля, которые разделяют воду, отделяя от нее часть загрязнений. В результате получается достаточно простой, быстрый и дешевый этап очистки.
• Химия. Эта наука использует в промышленности то же самое свойство разделения жидкостей. Оно активно применяется в лабораторных условиях, но чаще всего его можно встретить в сфере добычи нефти. В некоторых случаях она получается достаточно загрязненной и требуется потратить много времени средств, чтобы в конечном итоге возник нужный продукт. Справиться с этим сильно помогает электрическое поле. Оно разделяет нефть, убирая большую часть загрязняющих элементов и тем самым значительно облегчая ее дальнейшую обработку.

Существует и множество других вариантов использования. Например, электромагнитное поле, в состав которого входит и рассматриваемое в этой статье явление, может служить беспроводной системой передачи электричества к разным приборам. К сожалению, в большинстве случаев все подобные разработки носят скорее теоретический и экспериментальный характер.

Влияние на человека

Мы все время окружены электрическим полем. Свойства и характеристики его обычно однотипны и постоянны, так что естественный фон, свойственный нашей планете, на человека не оказывает практически никакого влияния. Чуть ярче это воздействие становится заметно во время серьезной грозы, когда кажется, что воздух буквально дрожит от напряжения. Но и это для подавляющего большинства людей не представляет никакой угрозы.

Тем не менее прогресс не стоит на месте, и постоянно появляется большое количество приборов, каждый из которых генерирует свое собственное электрическое поле. Причем оно намного сильнее, чем естественный фон, составляющий 0,5 кВ/м. Разумеется, эта особенность не осталась незамеченной. Уже давно выведено максимально допустимое напряжение, в котором мы можем существовать практически неограниченно. Оно составляет 25 кВ/м. В обычных условиях, даже при активации всех бытовых приборов, этот показатель не превышается. Среднестатистический человек может получить большую «дозу» только при нахождении (причем длительном) в непосредственной близости от высоковольтных проводов. Там уже напряжение значительно выше и долго рядом стоять (и уж тем более работать) крайне не рекомендуется. Даже те специалисты, которые вынуждены по долгу службы находиться рядом с источниками подобных электрических полей, не должны это делать дольше полутора часов в день. Так что, если есть какие-то территории, которые прилегают к ЛЭП, время присутствия там следует максимально ограничить.

Итоги

В рамках этой статьи мы рассмотрели все базовые особенности, свойства и характеристики электрических полей. Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что оно представляет собой весьма интересное явление, полное изучение которого может значительно помочь человечеству в отдаленном будущем.

>>Физика: Электрическое поле

После длительной борьбы теория близкодействия одержала окончательную победу. Расскажем кратко, как это произошло, а также о том, что такое электрическое поле .
Идеи Фарадея. Решительный поворот к представлению о близкодействии был сделан великим английским ученым Майклом Фарадеем, а окончательно завершен английским ученым Джеймсом Максвеллом.
По теории действия на расстоянии один заряд непосредственно чувствует присутствие другого. При перемещении одного из зарядов, например A (рис.14.6 ), сила, действующая на другой заряд - B , мгновенно изменяет свое значение. Причем ни с самим зарядом B , ни с окружающим его пространством никаких изменений не происходит.

Согласно идее Фарадея электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле . Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот. По мере удаления от заряда поле ослабевает. Первоначально эта идея выражала лишь уверенность Фарадея в том, что действие одного тела на другое через пустоту невозможно.
Доказательств существования поля не было. Такие доказательства и нельзя получить, исследуя лишь взаимодействие неподвижных зарядов. Успех к теории близкодействия пришел после изучения электромагнитных взаимодействий движущихся заряженных частиц. Вначале было доказано существование переменных во времени полей и только после этого был сделан вывод о реальности электрического поля неподвижных зарядов.
Скорость распространения электромагнитных взаимодействий. Основываясь на идеях Фарадея, Максвелл сумел теоретически доказать, что электромагнитные взаимодействия должны распространяться в пространстве с конечной скоростью .
Это означает, что если слегка передвинуть заряд A (см. рис.14.6), то сила, действующая на заряд В , изменится, но не в то же мгновение, а лишь спустя некоторое время:

где АВ - расстояние между зарядами, а с - скорость распространения электромагнитных взаимодействий. Максвелл показал, что скорость с равна скорости света в вакууме, т. е. примерно 300 000 км/с. При перемещении заряда А электрическое поле вокруг заряда В изменится спустя время t . Значит, между зарядами в вакууме происходит какой-то процесс, в результате которого взаимодействие между ними распространяется с конечной скоростью.
Существование определенного процесса в пространстве между взаимодействующими телами, который длится конечное время, - вот главное, что отличает теорию близкодействия от теории действия на расстоянии. Все прочие аргументы в пользу той или другой теории не могут считаться решающими. Правда, эксперимент по проверке равенства (14.6) при перемещении зарядов трудно осуществить из-за большого значения скорости с . Но в этом сейчас, после изобретения радио, нет нужды.
Радиоволны. Передача информации с помощью электромагнитных волн называется радиосвязью . Сейчас вы можете прочитать в газетах, что радиоволны от космической станции, приближающейся к Венере, доходят до Земли за время более чем 4 мин. Станция уже может сгореть в атмосфере планеты, а посланные ею радиоволны еще долго будут блуждать в пространстве. Таким образом, электро-магнитное поле обнаруживает себя как нечто реально существующее.
Что такое электрическое поле? Мы знаем, что электрическое поле существует реально: его свойства можно исследовать опытным путем. Но мы не можем сказать, из чего это поле состоит. Здесь мы доходим до границы того, что известно науке.
Дом состоит из кирпичей, плит и других материалов, которые, в свою очередь, состоят из молекул, молекулы - из атомов, атомы - из элементарных частиц. Более же простых образований, чем элементарные частицы, мы не знаем. Так же обстоит дело и с электрическим полем: ничего более простого, чем поле, мы не знаем. Поэтому о природе электрического поля мы можем сказать лишь следующее:
во-первых, поле материально; оно существует независимо от нас, от наших знаний о нем ;
во-вторых, поле обладает определенными свойствами, которые не позволяют спутать его с чем-либо другим в окружающем мире .
Установление этих свойств и формирует наши представления о том, что такое электрическое поле.
При изучении электрического поля мы сталкиваемся с особым видом материи, движение которой не подчиняется законам механики Ньютона. С открытием электрического поля впервые за всю историю науки появилась глубокая идея: существуют различные виды материи и каждому из них присущи свои свойства.
Основные свойства электрического поля. Главное свойство электрического поля - действие его на электрические заряды с некоторой силой . По действию на заряд устанавливают существование поля, распределение его в пространстве, изучают все его характеристики.
Электрическое поле неподвижных зарядов называют электростатическим . Оно не меняется со временем. Электростатическое поле создается только электрическими зарядами. Оно существует в пространстве, окружающем эти заряды, и неразрывно с ними связано.
По мере изучения электродинамики мы будем знакомиться с новыми свойствами электрического поля. Познакомимся и с переменным во времени электрическим полем, которое уже не связано с зарядами неразрывно.
Многие свойства статических и переменных полей совпадают. Однако имеются между ними и существенные различия. Говоря о свойствах поля, мы будем называть это поле просто электрическим, если данное свойство в равной мере присуще как статическим, так и переменным полям.
Согласно теории близкодействия взаимодействие между заряженными частицами осуществляется посредством электрического поля. - это особая форма материи, существующая независимо от наших представлений о нем. Доказательства реальности электрического поля - конечная скорость распространения электромагнитных взаимодействий и действие поля на заряженные тела.

???
1. В чем состоит отличие теории близкодействия от теории действия на расстоянии?
2. Каковы основные свойства электростатического поля?

Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку,