Pole elektryczne - Nauka

Pole elektryczne

Z Wikipedii

(Przekierowano z Pole elektrostatyczne)
Skocz do: nawigacji, szukaj

Pole elektryczne – pole fizyczne, stan przestrzeni w której na ładunek elektryczny działa siła elektrostatyczna. Pole to opisuje się przez natężenie pola elektrycznego lub potencjał elektryczny.

Koncepcję oddziaływania ładunków elektrycznych poprzez pole elektryczne wprowadził Michael Faraday.

[edytuj] Definicja

Natężenie pola elektrycznego jest parametrem pola wektorowego \vec {E}, definiowanym jako stosunek siły \vec {F} działającej na ładunek elektryczny q znajdujący się w tymże polu elektrycznym do wartości tegoż ładunku elektrycznego q:

\vec{E}=\frac{{\vec{F}}}{q}

Ładunek z pomocą którego określa się pole, zwany ładunkiem próbnym, musi spoczywać i być na tyle mały, by nie zmieniać rozkładu ładunków w otaczającej przestrzeni.

[edytuj] Własności

Pole elektryczne jest polem potencjalnym a opisująca go funkcja to potencjał elektryczny. Związek między natężeniem pola elektrycznego \vec{E} a jego potencjałem \mathbf\phi wyraża się wzorem:

\vec{E} = -\mathbf{\nabla}\phi

Punktowy ładunek elektryczny Q wytwarza pole, którego natężenie wyraża się wzorami:

\vec {E}(r) = \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0}\frac{Q}{|\vec{r}|^3}\vec {r}

lub

\mathbf{E (r)} =\frac{1}{4 \pi \varepsilon_0}\frac{Q}{r^2}\mathbf{\hat{r}}

Wartość natężenia pola określa wzór:

E (r) =\frac{1}{4 \pi \varepsilon_0}\frac{Q}{r^2}

gdzie:

\vec{r} - wektor wodzący, o początku w źródle pola, a końcu w rozważanym punkcie przestrzeni,
\operatorname{\hat{r}} - wersor (wektor jednostkowy), o początku w źródle pola, a końcu w rozważanym punkcie przestrzeni.
przenikalność elektryczna próżni \varepsilon_0 \approx \frac{1}{36\pi}*10^{-9}\frac{\operatorname{F}}{\operatorname{m}}

Pole elektryczne jest nośnikiem energii, ilość energii jest proporcjonalna do kwadratu natężenia pola w jednostce objętości, zmienne pole elektryczne jest składnikiem fotonu. Statyczne pole elektryczne może być opisywane jako rozprzestrzenianie się wirtualnych fotonów.

Własności pola elektrycznego opisują równania Maxwella:

  • Źródłem pola elektrycznego są ładunki elektryczne, linie sił zaczynają się i kończą na ładunkach - Pierwsze równanie, zwane prawem Gaussa dla elektryczności-pole elektryczne jest polem źródłowym.
  • Zmienne w czasie pole magnetyczne wytwarza wirowe pole elektryczne -Drugie równanie, zwane prawem Faradaya.
  • Zmienne pole elektryczne powoduje powstawanie pola magnetycznego, co określa czwarte równanie Maxwella.
  • Pole elektrostatyczne jest polem bezwirowym.

[edytuj] Linki zewnętrzne

Wykład o polu elektrycznym

906 brak hosta no host no host wymiana linkow