Campo eletrostático e carga unitária

Na sociedade existe um estereótipo, de acordo comque só pode ser considerado como matéria que não só existe, mas também visivelmente. Essa crença é apenas parcialmente verdadeira. Um dos exemplos vívidos da matéria invisível é o campo eletrostático. Campos magnéticos e elétricos são um tipo especial. É fácil verificar isso se considerarmos o campo eletrostático e suas características.

De volta em 1785 Sh. Coulomb foi descoberto e justificou a lei sobre a força da interação de dois corpos de pontos com cargas elétricas. No entanto, não ficou claro como o impacto foi transmitido. Uma série de experimentos foram realizados, em particular, quando as cargas estavam localizadas no vácuo. A lei foi observada. Isso nos permitiu assumir que o meio intermediário usual não é necessário para transferir energia. Mais tarde, Maxwell (baseado no trabalho de Faraday) descobriu um campo eletrostático no vácuo. Descobriu-se que o campo sempre existe em torno de cobranças, independentemente do tipo de ambiente, e assegura sua interação.

Como o campo é material, ele "obedece"As fórmulas de Einstein e se propaga com a velocidade da luz. O campo eletrostático recebeu seu nome devido ao fato de que é característico de cargas estacionárias ("estático" - repouso, equilíbrio). A força encontrada pelo coulomb é chamada de elétrica. Ele descreve a intensidade com que o campo atua sobre a carga introduzida nele.

Uma das características queO campo eletrostático é a sua tensão. Indica o grau de interação das taxas pontuais. Para estudar, use a chamada carga de teste, cuja introdução no campo não distorce a última. Normalmente, é tomado igual a 1,6 * 10 para o poder de -19 pingente. Se a tensão for denotada pela letra "E", então obtemos:

E = F / Q,

onde F é a força exercida sobre a carga Q da unidade (por exemplo, teste). O uso da lei Coulomb para cálculos requer a consideração do coeficiente de permitividade dielétrica do meio.

O campo eletrostático afeta qualquerquantidade de encargos, portanto existe um complexo sistema de interações. A força do sistema pode ser considerada do ponto de vista da superposição, de modo que o efeito total do N-número de cobranças é uma soma vetorial de todas as forças de campo. Por sinal, o conceito de "linha de tensão" (o termo conhecido do curso escolar da física) surgiu de Faraday, que descreveu esquemática as linhas de campo, em cada ponto arbitrário que coincide com os vetores da intensidade do campo eletrostático. Consequentemente, quanto mais essas linhas, mais intensa é a força. Ao contrário dos campos eletromagnéticos, as linhas de tensão não estão fechadas em eletrostática. Também vale a pena notar que, nos metais (e outros materiais condutores), a força do campo está ausente devido à ação contra-direcionada do campo dos portadores de carga livre na estrutura de rede cristalina. De fato, as forças rapidamente igualam, não há corrente, e linhas de tensão em tal um condutor não podem penetrar.

Além das quantidades vetoriais, o campo pode ser descritovalores escalares em cada ponto (caso ideal). Na eletrostática, esses valores caracterizam o potencial do campo. Podemos dizer que corresponde ao valor da energia potencial para uma carga positiva unitária em qualquer ponto do campo. Consequentemente, a unidade de medida é Volt. É determinado pela proporção da energia potencial do teste Q da carga ao seu valor, isto é, W / Q-test.

O potencial em si é igual ao trabalho realizado pelas forças do campo eletrostático, movendo a carga de um ponto para outro, infinitamente remoto.