Общие сведения об эл/маг поле.
Понятие эл/маг поля. $ множество физ. полей: эл\маг, гравитационные, биологические, поля ядерных сил. Гравитационные поля - поля больших масс. Кроме полей $ также и в-во (материя) в жидком, твердом и газообразном состояниях. В-во обладает массой покоя, массой в движении, эл/маг поле обладает массой только в движении, а также инерцией, ограниченностью скорости распространения, кол-вом движения, моментом кол-ва движения. Эл/маг поле может $ в любых средах и в вакууме, т.е.$ взаимопроникновение поля и в-ва. Эл/маг пол могут $ в одном и том же объеме одновременно, т.е. они могут накладываться руг на друга, существуют независимо друг от друга и св-ва накладывающихся полей не изменяются (принцип наложения или принцип суперпозиции). В-во принципом наложения не обладает. Эл/маг поле - особая форма существования материи.
Строение эл/маг поля.
Эл\маг поле характеризуется непрерывным распределением в пространстве (оно $ в любой точке пространства), существующее в виде эл\маг волн, распространяющееся со скоростью света в вакууме и обнаруживающее дискретность структуры в виде фотонов.
Макроскопическое поле $ в виде волн. В квантовой ЭД поле существует в виде фотонов, корпускул. с увеличением частоты эл/маг поле можно представлять в виде частиц - фотонов- это волновой корпускулярный дуализм (т.е. поле представляется и как волна и как частица). Эл/маг поле состоит из эл. и маг. полей, связанных м/у собой. Связь жесткая в пространстве и во времени. каждое из этих полей имеет свою структуру, свои з-ны и характеристики.
Источники эл/маг поля.
Различают первичные и вторичные источники. Первичные источники создают эл/маг поле, но сами от него не зависят. Такие источники можно встретить в аккумуляторах, генераторах, т.е. там, где хим. энергия превращается в эл. в дальнейшем первичные источники наводят вторичные (они фиксируют вторичные токи). Сторонние источники могут быть и первичными и вторичными. Это все источники, находящиеся за пределами рассматриваемого объема.
Источники эл. поля.
в природе существует только один вид источника- (+) и (-) эл. заряды. Заряженные частицы взаимодействуют на расстоянии. Эл. заряды являются источником эл. поля. Заряды могут двигаться или быть неподвижными, но все равно они будут создавать эл. поле и изменяющееся во времени маг. поле.
Источники маг. поля.
Это движущиеся относительно наблюдателя эл. заряды и изменяющееся во времени эл. поле.
Осн. величины, характеризующие эл/маг поле. Ур-ие эл/маг поля в интегральной форме.
Связанные и свободные заряды.
Различают два рода элементарных эл. зарядов - связанные и свободные.
Свободные заряды - это заряды, которые могут перемещаться на макроскопические расстояния, за пределы ионной решетки в-ва (эл-н, ионы и др. частицы). Свободные заряды образуют токи проводимости и переноса, они могут существовать в проводниках. диэлектриках, газах, в вакууме. Связанные заряды входят в состав атомов и молекул, они сосредоточены в узлах ионной решетки в-ва, не могут перемещаться на макроскопические расстояния. создают ток смещения в веществе.
rv =dQ/dV -[Кл/м3] объемная плотность электрического заряда в точке, равна свободному заряду, приходящемуся в окрестности рассматриваемой точки на единицу объема.
dQ - элементарный заряд
dV - элементарный объем
rv =limv®0DQ/DV
Если распределение заряда равномерно по объему Q=r*V
Если распределение неравномерное Q=òvrdV
В некоторых случаях можно считать свободный заряд Q распределенным по поверхности S. Такой заряд называют поверхностным, а его макроскопическое распределение характеризуют поверхностной плотностью электрического заряда: rs =dQ/dS - [Кл/м2].
Напряженность эл.поля.
В природе существуют заряженные тела. Заряд - св-во частицы, характеризующее взаимосвязь с собственным эл/маг полем. Заряженные частицы взаимодействуют с эл/маг полями в виде силового воздействия. Напряженность электрического поля Е характеризует силовое воздействие эл. поля на эл. заряды. На малый пробный заряд Q в точке наблюдения эл. поле действует с силой F, определяемой формулой F=QЕ, [В/м], F- векторная величина. Вектор Е численно равен силе, с которой эл. поле действует в данный момент времени в рассматриваемой точке на единичный положительный заряд. Силовое поле Е можно наглядно изобразить при помощи векторных (силовых) линий напряженности эл. поля. Векторную линию проводят так, чтобы касательная к ней в любой точке совпадала с направлением вектора Е в этой точке. На рисунке векторные линии снабжают стрелками, указывающими направление вектора Е.
Построение картины векторных линий принято проводить так, чтобы их густота (плотность) была пропорциональна модулю (величине) вектора поля. Чем больше линий по поверхности, тем больше модуль вектора Е.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.