Какое поле называется электростатическим

3 Электростатическое поле и его свойства

Электростатическое поле — поле, созданное неподвижными в пространстве и неизменными во времени электрическими зарядами (при отсутствии электрических токов).

Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижный[1] пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда q.

Электростатический потенциа́л — скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию поля, которой обладает единичный заряд, помещённый в данную точку поля. Единицей измерения потенциала является, таким образом, единица измерения работы, деленная на единицу измерения заряда.

Если в пространстве имеется система заряженных тел, то в каждой точке этого пространства существует силовое электрическое поле. Оно определяется через силу, действующую на пробный заряд, помещённый в это поле. Пробный заряд должен быть малым, чтобы не повлиять на характеристику электростатического поля.

• Всегда незамкнуты: начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах

• Густота линий тем больше, чем больше напряженность, то есть напряженность поля прямо пропорциональна количеству силовых линий, проходящих через единицу площади поверхности

4 Напряжённость электрического поля

Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижный[1] пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда q.

Электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим. Во многих случаях для краткости это поле обозначают общим термином – электрическое поле

Если с помощью пробного заряда исследуется электрическое поле, создаваемое несколькими заряженными телами, то результирующая сила оказывается равной геометрической сумме сил, действующих на пробный заряд со стороны каждого заряженного тела в отдельности. Следовательно, напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряженностей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности

Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижный[1] пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда.

5 работа сил электростатического поля по перемещению заряда

Элементарная работа, совершаемая силой F при перемещении точечного электрического заряда из одной точки электростатического поля в другую на отрезке пути по определению равна

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ (синоним статическое электрическое поле) — электрическое поле неподвижных (статических) электрических зарядов. Электростатическое поле представляет собой особую форму электрического поля, которое в общем случае является составляющей электромагнитного поля (см.). Электростатическое поле, возникающее в результате скопления электрических зарядов на поверхности тела человека, обладает неспецифическим действием на организм. В основе этого действия, как полагают, лежит нейрорефлекторный механизм (см. Статическое электричество), однако определенного заболевания электростатическое поле у человека не вызывает.

Силовой характеристикой электростатического поля, как и электрического поля, является напряженность (Е) — векторная величина, численное значение к-рой равно отношению силы (F), действующей в данной точке поля на точечный положительный заряд, к величине (q) этого заряда : Е = F/q.

Направление напряженности электростатического поля совпадает с направлением этой силы. Как и электрическое поле, элекстростатическое поле условно представляется силовыми линиями, направление касательных к которым совпадает с направлением вектора напряженности электростатического поля в тех же точках поля. Силовые линии электростатического поля ориентированы от положительного заряда к отрицательному, их конфигурация зависит от формы поверхностей, на которых расположены заряды.

Энергетической характеристикой электростатического поля является потенциал φ, который в каждой данной точке поля равен отношению потенциальной энергии (П) взаимодействия заряда с электростатического поля к величине этого заряда: φ = П/q.

Практическое значение имеет разность потенциалов, или напряжение (U), между двумя точками поля: U = φ₁ — φ₂ равная отношению работы (А), совершаемой силами поля при перемещении точечного положительного заряда из одной точки электростатического поля в другую, к величине этого заряда: U = A/q. Значения потенциалов φ в различных точках электростатического поля можно представить в виде поверхностей одинакового потенциала (эквипотенциальные поверхности). Эквипотенциальные поверхности и силовые линии в каждой точке электростатического поля взаимно перпендикулярны.

Напряженность электростатического поля (Е) и его напряжение (U) связаны между собой отношением E=U/L , где L — расстояние вдоль силовой линии между точками электростатического поля, разность потенциалов между которыми равна U. Это отношение используется на практике для косвенного измерения напряженности электрического и электростатического полей. Единицей измерения является вольт на метр (в/м). Для однородного электростатического поля плоского конденсатора Е = U/d, где U — напряжение, приложенное к пластинам конденсатора, а d — расстояние между ними.

В помещенном в электростатическом поле диэлектрике (веществе, плохо проводящем электрический ток) происходит смещение зарядов в пределах атома вещества (см. Атом) или его молекулы (см.) либо так наз. поляризация, в результате которой на поверхности диэлектрика появляются связанные заряды и соответствующее им обратное поле, ослабляющее внешнее электростатическое поле (см. Поляризация). Способность любого диэлектрика к поляризации характеризуется его диэлектрической проницаемостью (см.).

В проводнике, находящемся в электростатическом поле, происходит перемещение свободных зарядов до тех пор, пока напряженность результирующего электростатического поля внутри проводника не станет равной нулю. В пространстве, ограниченном металлической сеткой, электростатическое поле отсутствует, что используют для как называемой электростатической защиты: при определенных обследованиях снятие электроэнцефалограммы и пр.), экспериментах или измерениях людей, животных и приборы помещают внутрь металлического проводника (сетки), который заземляют.

Человек постоянно находится под воздействием электростатического поля. Это вызвано естественными факторами (полный статический заряд Земли, составляющий 5,7*10^5 к, обусловливает вблизи поверхности Земли электростатического поля напряженностью около 130 в/м), производственными и бытовыми факторами (см. Статическое электричество), а также может быть вызвано некоторыми лечебными процедурами (см. Франклинизация).

Под действием электростатического поля происходит поляризация биологических структур, обладающих диэлектрическими свойствами, и некоторое перемещение ионов. Так как ткани человека в основном обладают выраженными электропроводящими свойствами, то внешнее электростатическое поле внутрь органов почти не проникает (см. Электропроводность биологических систем). Основное действие на человека внешнее электростатическое поле оказывает в связи с электрическими разрядами в окружающем воздухе и образованием аэроионов (см. Аэроионизация).

Библиогр.: Физические факторы в комплексном лечении я профилактике внутренних и нервных болезней, под ред. А. Н. Обросова, М., 1971.

Электростатическое поле

Электростатическое поле — поле, созданное неподвижными в пространстве и неизменными во времени электрическими зарядами (при отсутствии электрических токов).

Электрическое поле представляет собой особый вид материи, связанный с электрическими зарядами и передающий действия зарядов друг на друга.

Если в пространстве имеется система заряженных тел, то в каждой точке этого пространства существует силовое электрическое поле. Оно определяется через силу, действующую на пробный заряд, помещённый в это поле. Пробный заряд должен быть малым, чтобы не повлиять на характеристику электростатического поля.

Основные характеристики

Силовые линии электростатического поля

1. Всегда незамкнуты: начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах
2. Не пересекаются
3. Густота линий тем больше, чем больше напряженность, то есть напряженность поля прямо пропорциональна количеству силовых линий, проходящих через единицу площади поверхности

См. также

• Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. статью.
• Проставить шаблон-карточку, который существует для предмета статьи. Пример использования шаблона есть в статьях на похожую тематику.
• Добавить иллюстрации.

• Электростатика
• Электричество

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Электростатическое поле» в других словарях:

электростатическое поле — Электрическое поле неподвижных заряженных тел при отсутствии в них электрических токов. [ГОСТ Р 52002 2003] электростатическое поле Электрическое поле неподвижных электрических зарядов. Принципы рассматриваемого поля используются при создании… … Справочник технического переводчика

Электростатическое поле — совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и объеме веществ, материалов, изделий. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ — электрич. поле неподвижных электрич. зарядов, осуществляющее вз ствие между ними. Как и перем. электрич. поле, Э. п. характеризуется напряжённостью электрич. поля К отношением силы, действующей со стороны поля на заряд, к величине заряда. Силовые … Физическая энциклопедия

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ — электрическое поле неподвижных электрических зарядов … Большой Энциклопедический словарь

Электростатическое поле — совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и объеме веществ, материалов, изделий. Источник: МСанПиН 001 96. Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов … Официальная терминология

электростатическое поле — электрическое поле неподвижных электрических зарядов. * * * ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем электрических зарядов, осуществляющее взаимодействие между ними.… … Энциклопедический словарь

электростатическое поле — elektrostatinis laukas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas( ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. electrostatic field vok. elektrostatisches Feld, n rus. электростатическое поле, n pranc.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

электростатическое поле — elektrostatinis laukas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Nejudančių elektringųjų dalelių elektrinis laukas. atitikmenys: angl. electrostatic field vok. elektrostatisches Feld, n rus. электростатическое поле, n pranc.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

электростатическое поле — elektrostatinis laukas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. electrostatic field vok. elektrostatisches Feld, n rus. электростатическое поле, n pranc. champ électrostatique, m … Fizikos terminų žodynas

Электростатическое поле — электрическое поле неподвижных электрических зарядов, осуществляющее взаимодействие между ними. Как и переменное электрическое поле, Э. п. характеризуется напряжённостью электрического поля Е: отношением силы, действующей на заряд, к… … Большая советская энциклопедия

Что такое электростатическое поле

Электрическим полем называется материя, существующая вокруг электрозарядов и проявляющаяся в действии на них. Статическое электричество поначалу изучалось не так активно, как электрические токи. Считалось, что оно приносит мало пользы на практике. Интерес к этой области научных исследований повысился с началом применения полимерных материалов в быту и производстве.

Физический смысл электростатики

Электрические поля создаются в результате влияния заряженных частиц (электронов и протонов) друг на друга. Движение частиц останавливается, если на них не действует никакая сила. Раздел физики, который изучает характеристики, свойства и законы взаимного влияния заряженных уравновешенных частиц, называется электростатикой.

Постоянные электрические поля можно обнаружить:

• в результате контакта поверхностей: трения двух материалов друг о друга, отделения или намотки;
• при резких перепадах температур;
• в ходе химических реакций;
• под действием радиации.

Источники природного электростатического поля — это разряды молний, движение воздушных масс, прохождение вод сквозь пористые горные породы, движение литосферных плит, вулканические извержения и т. п.

Примеры, когда электростатическое поле создано искусственно: аккумуляторы, источники постоянного тока, силовые линии электропередач, технологические процессы, связанные с дроблением или передачей веществ по трубам.

Заряд и его свойства

Электрическим зарядом называют состояние материи, при котором она теряет свою нейтральность из-за избытка протонов или электронов. Вопросом обнаружения его существования впервые озадачился Ш. Кулон в 1875 году. Заряд — это дискретная величина, значение которой не зависит от системы отсчета или скорости движения. Величину заряда, принятого за элементарный, считают константой, равной 1.6*10 -19 Кл.

Процесс потери атомом отрицательных или положительных частиц называют ионизацией. Электрические частицы являются источниками всех электростатических полей.

Главным их свойством считают подчинение закону сохранения заряда, сформулированному М.Фарадеем: в совокупности заряженных частиц, которые не подвержены влиянию внешних магнитных сил, сумма зарядов всегда одинакова.

Электростатическое поле и его основные свойства

Поле называется электростатическим, если заряды, создающие его, статичны, то есть, неподвижны. Статическое электричество делят на самоприобретенное и наведенное, полученное от другого предмета бесконтактным способом, который называют методом индукции.

Основные свойства электростатического поля:

• Статическое электричество возникает около всякого заряда.
• Заряд обладает статичной скоростью распространения, которую можно измерить.
• С увеличением дистанции взаимное влияние частиц становится хуже. Эта зависимость описана в законе Кулона — основном законе электростатики.
• Четких пределов, за которыми заканчивается поле, не существует.

Поле, которое создается заряженными частицами, делится на:

• однородное поле статического электричества — напряженность одинакова в различных точках;
• статическое неоднородное электрическое поле — напряженность и направленность поля разные.

С помощью чего можно определить наличие электростатического поля:

• использования любого другого заряженного тела;
• электромагнитного датчика.

Электростатическое поле и его характеристики

Электростатическое поле является частным случаем электрического поля, поэтому у него такие же основные характеристики — потенциал и напряженность.

Потенциал

Основной энергетической характеристикой поля является потенциал — потенциальная энергия точечного электрозаряда с известными координатами. Определение потенциала осуществляется довольно просто:

Эту характеристику иногда называют кулоновским потенциалом, а единицей измерения считают вольт. Разность потенциалов между двумя зарядами рассчитывают по напряженности.

Напряженность

Электростатическое направленное поле имеет такую силовую характеристику, как напряженность. Это название получила сила, влияющая на элементарный заряд, которая рассчитывается для каждой точки поля отдельно и измеряется в В/м:

Напряженность является векторной величиной и выражается касательной к силовым линиям в определенной точке поля.

Если рассматривается поле точечного заряда, расположенного на некотором расстоянии от него, то напряженность определяется по формуле:

В расчете поля, созданного несколькими зарядами, применяют метод суперпозиции: напряженность, создаваемая группой заряженных частиц, высчитывается по сумме напряженностей всех заряженных частиц в заданной точке поля.

Работа по перемещению заряда

Иногда высчитывают работу, которая выполняется электростатическим полем:

Из понятия работы по перемещению заряда исходит понятие напряжения — это силовая характеристика, которая выражается отношением работы к перемещаемому заряду:

Электрическая емкость

Способность накапливать статическое электричество называют электроемкостью. Единица измерения — фарад. Вычисляется с помощью формулы:

Понятие электроемкости привело к созданию конденсаторов — элементов, задачей которых является накопление заряда. Простейший конденсатор состоит из двух металлических пластин с диэлектриком посередине.

Графическое отображение

Статическое природное или искусственное поле изображают, указывая силовые линии или эквипотенциали. Наносят линии напряженности от положительного заряда (анода) к отрицательному (катоду). Они обладают следующими особенностями:

• не начинаются и не заканчиваются на пустом месте;
• не пересекаются и не сходятся;
• перпендикулярны поверхности проводника.

Эквипотенциалями называют геометрическое отображение всех точек поля с одинаковым потенциалом. Их принято проводить в одной поверхности с проводником и так, чтобы расстояние между соседними линиями была одинаковым. С помощью эквипотенциалей можно понять, какое поле действует и как оно распределено в пространстве. Чем дальше от заряда, тем больше расстояние между силовыми линиями. Это означает, что сила поля уменьшается, то есть, заряженные частицы взаимодействуют слабее. Если линии напряженности параллельные, то электростатическое поле в этом случае является однородным.

Польза электростатических явлений

• Статическое электричество в хозяйстве является исключительно полезным. В технике часто применяют способность мелких частиц, попадающих под действие поля, притягивать ионы и электроны:
• Покраска изделий. Детали, которые окрашивают на конвейере, заряжают положительно, а частицы краски — отрицательно. В результате этого процесса краска формирует тонкий и плотный слой, а сам пигмент расходуется экономно.
• Очищение воздуха и сбор пыли. В металлическую трубку помещают проволоку. Проводник заряжают положительно, а стенки трубы — отрицательно. Дым, пыль и другие примеси берут потенциал от проволоки, а после оседают на внутренней поверхности трубы.
• Смешение веществ. Вещества для смешивания наделяются противоположными зарядами, за счет чего процесс проходит равномернее и лучше.
• Создание ворса. На проводящую отрицательно заряженную пластину кладут материал, на который наносится клей. Сами ворсинки пропускают через решетку с противоположным зарядом. Элементы ворса быстро ориентируются в электростатическом равномерном поле и оседают на поверхности строго перпендикулярно.

Вредные влияния электростатических полей

Существует статическое электричество, которое является опасным и наносит вред производственным процессам. Рассмотрим основные проблемы, которые возникают при работе с ним.

Опасность для электроники

Опасность повреждения электроники статическим зарядом идет от человека. Во время возникновения статического разряда можно обнаружить тепло, из-за которого происходит выжигание дорожек и компонентов платы. Элементы устройства иногда перестают работать не сразу, а через время. При работе с чувствительными устройствами следует избавляться от накопленного заряда.

Пожароопасность

Оборудование без заземления часто являются источником воспламенения. В местах, где используются или хранятся легковоспламеняющиеся вещества и материалы, должна проводиться работа по защите от искрения и накопления статического заряда.