Нүктелік зарядтар арасындағы кернеуді есептеу. Электр өрісінің кез келген нүктесіндегі кернеуді анықтау. Зарядтың сақталу заңы

Сабақтың мақсаты:электр өрісінің кернеулігі түсінігін және оның өрістің кез келген нүктесіндегі анықтамасын беру.

Сабақтың мақсаттары:

электр өрісінің кернеулігі туралы түсінік қалыптастыру; кернеу сызықтары түсінігін және электр өрісінің графикалық бейнесін беру;
студенттерге кернеуді есептеуге арналған қарапайым есептерді шешуде E \u003d kq / r 2 формуласын қолдануға үйрету.

Электр өрісі дегеніміз арнайы пішінбар екендігін тек әрекетімен ғана бағалауға болатын материя. Айналасында күш сызықтарымен сипатталатын электр өрістері болатын зарядтардың екі түрі бар екені тәжірибе жүзінде дәлелденді.

Өрісті графикалық түрде бейнелей отырып, электр өрісінің кернеулік сызықтары мынаны есте ұстаған жөн:

еш жерде бір-бірімен қиылыспаңыз;
басы оң зарядта (немесе шексіздікте) және теріс зарядта (немесе шексіздікте) аяқталады, яғни олар ашық сызықтар;
алымдар арасында еш жерде үзілмейді.

1-сурет

Оң заряд күш сызықтары:

2-сурет

Теріс заряд күш сызықтары:

3-сурет

Бірдей әрекеттесетін зарядтардың күш сызықтары:

4-сурет

Қарсы әрекеттесетін зарядтардың күш сызықтары:

5-сурет

Электр өрісінің қуат сипаттамасы - бұл Е әрпімен белгіленетін және өлшем бірліктері бар қарқындылық немесе. Кернеу векторлық шама, өйткені ол кулон күшінің бірлік оң зарядтың мәніне қатынасымен анықталады.

Кулон заңының формуласы мен беріктік формуласын түрлендіру нәтижесінде өріс кернеулігінің берілген зарядқа қатысты анықталатын қашықтыққа тәуелділігі пайда болады.

Қайда: к– пропорционалдық коэффициенті, оның мәні электр зарядының бірліктерін таңдауға байланысты.

SI жүйесінде N m 2 / Cl 2,

мұндағы ε 0 – 8,85 10 -12 C 2 /N m 2 тең электр тұрақтысы;

q – электр заряды (С);

r – зарядтан интенсивтілік анықталған нүктеге дейінгі қашықтық.

Кернеу векторының бағыты кулондық күштің бағытымен сәйкес келеді.

Кеңістіктің барлық нүктелерінде күші бірдей болатын электр өрісі біртекті деп аталады. Кеңістіктің шектеулі аймағында электр өрісін шамамен біркелкі деп санауға болады, егер осы аймақтағы өрістің күші шамалы өзгерсе.

Бірнеше өзара әрекеттесетін зарядтардың жалпы өріс кернеулігі өрістердің суперпозиция принципі болып табылатын күш векторларының геометриялық қосындысына тең болады:

Шиеленісті анықтаудың бірнеше жағдайын қарастырыңыз.

1. Екі қарама-қарсы заряд өзара әрекеттессін. Біз олардың арасына нүктелік оң заряд қоямыз, содан кейін осы нүктеде бір бағытта бағытталған екі интенсивтік векторы әрекет етеді:

Өрістердің суперпозициясы принципі бойынша берілген нүктедегі өрістің жалпы кернеулігі E 31 және E 32 беріктік векторларының геометриялық қосындысына тең.

Берілген нүктедегі кернеу мына формуламен анықталады:

E \u003d kq 1 / x 2 + kq 2 / (r - x) 2

мұндағы: r – бірінші және екінші заряд арасындағы қашықтық;

x - бірінші және нүктелік зарядтың арасындағы қашықтық.

6-сурет

2. Екінші зарядтан a қашықтағы нүктедегі қарқындылықты табу қажет болған жағдайды қарастырыңыз. Егер бірінші зарядтың өрісі екінші зарядтың өрісінен үлкен екенін ескерсек, онда өрістің берілген нүктесіндегі интенсивтілік E 31 және E 32 қарқындылығының геометриялық айырмашылығына тең болады.

Берілген нүктедегі кернеу формуласы:

E \u003d kq1 / (r + a) 2 - kq 2 / a 2

Мұндағы: r – әрекеттесуші зарядтар арасындағы қашықтық;

a – екінші және нүктелік заряд арасындағы қашықтық.

7-сурет

3. Өріс кернеулігін бірінші зарядтан да, екінші зарядтан да біршама қашықтықта, бұл жағдайда бірінші зарядтан r қашықтықта және екінші зарядтан b қашықтықта анықтау қажет болғанда мысалды қарастырыңыз. Бір аттас зарядтар итеретіндіктен және зарядтардан айырмашылығы, бізде бір нүктеден шығатын екі кернеу векторы бар, содан кейін оларды қосу үшін параллелограмның қарама-қарсы бұрышына әдісті қолдануға болады, жалпы кернеу векторы болады. Пифагор теоремасынан векторлардың алгебралық қосындысын табамыз:

E \u003d (E 31 2 + E 32 2) 1/2

Демек:

E \u003d ((kq 1 / r 2) 2 + (kq 2 / b 2) 2) 1/2

8-сурет

Осы жұмыстың негізінде өрістің кез келген нүктесіндегі қарқындылықты өзара әрекеттесетін зарядтардың шамасын, әрбір зарядтан берілген нүктеге дейінгі қашықтықты және электр тұрақтысын білу арқылы анықтауға болатыны шығады.

4. Тақырыпты бекіту.

Тексеру жұмысы.

№1 нұсқа.

1. Сөз тіркесін жалғастырыңыз: «электростатика дегеніміз ...

2. Сөз тіркесін жалғастырыңыз: электр өрісі ....

3. Бұл зарядтың күш сызықтары қалай бағытталған?

4. Зарядтардың белгілерін анықтаңыз:

Үй тапсырмалары:

1. Екі заряд q 1 = +3 10 -7 С және q 2 = −2 10 -7 С бір-бірінен 0,2 м қашықтықта вакуумде. Зарядтарды қосатын сызықта орналасқан С нүктесіндегі өріс кернеулігін зарядтың оң жағында q 2 0,05 м қашықтықта анықтаңыз.

2. Өрістің қандай да бір нүктесінде 5 10 -9 С зарядқа 3 10 -4 Н күш әсер етеді. Осы нүктедегі өріс кернеулігін табыңыз және егер нүкте болса, өрісті тудыратын зарядтың шамасын анықтаңыз. одан 0,1 м қашықтықта.

Сабақтың мақсаттары:

электр өрісінің кернеулігі туралы түсінік қалыптастыру; кернеу сызықтары түсінігін және электр өрісінің графикалық бейнесін беру;
студенттерге кернеуді есептеуге арналған қарапайым есептерді шешуде E \u003d kq / r 2 формуласын қолдануға үйрету.

Электр өрісі - бұл материяның ерекше түрі, оның бар болуы оның әрекетімен ғана бағаланады. Айналасында күш сызықтарымен сипатталатын электр өрістері болатын зарядтардың екі түрі бар екені тәжірибе жүзінде дәлелденді.

Өрісті графикалық түрде бейнелей отырып, электр өрісінің кернеулік сызықтары мынаны есте ұстаған жөн:

еш жерде бір-бірімен қиылыспаңыз;
басы оң зарядта (немесе шексіздікте) және теріс зарядта (немесе шексіздікте) аяқталады, яғни олар ашық сызықтар;
алымдар арасында еш жерде үзілмейді.

1-сурет

Оң заряд күш сызықтары:

2-сурет

Теріс заряд күш сызықтары:

3-сурет

Бірдей әрекеттесетін зарядтардың күш сызықтары:

4-сурет

Қарсы әрекеттесетін зарядтардың күш сызықтары:

5-сурет

Қайда: к– пропорционалдық коэффициенті, оның мәні электр зарядының бірліктерін таңдауға байланысты.

SI жүйесінде N m 2 / Cl 2,

мұндағы ε 0 – 8,85 10 -12 C 2 /N m 2 тең электр тұрақтысы;

q – электр заряды (С);

r – зарядтан интенсивтілік анықталған нүктеге дейінгі қашықтық.

Кернеу векторының бағыты кулондық күштің бағытымен сәйкес келеді.

Шиеленісті анықтаудың бірнеше жағдайын қарастырыңыз.

Берілген нүктедегі кернеу мына формуламен анықталады:

E \u003d kq 1 / x 2 + kq 2 / (r - x) 2

мұндағы: r – бірінші және екінші заряд арасындағы қашықтық;

x - бірінші және нүктелік зарядтың арасындағы қашықтық.

6-сурет

Берілген нүктедегі кернеу формуласы:

E \u003d kq1 / (r + a) 2 - kq 2 / a 2

Мұндағы: r – әрекеттесуші зарядтар арасындағы қашықтық;

a – екінші және нүктелік заряд арасындағы қашықтық.

7-сурет

E \u003d (E 31 2 + E 32 2) 1/2

Демек:

E \u003d ((kq 1 / r 2) 2 + (kq 2 / b 2) 2) 1/2

8-сурет

4. Тақырыпты бекіту.

Тексеру жұмысы.

№1 нұсқа.

1. Сөз тіркесін жалғастырыңыз: «электростатика дегеніміз ...

2. Сөз тіркесін жалғастырыңыз: электр өрісі ....

3. Бұл зарядтың күш сызықтары қалай бағытталған?

4. Зарядтардың белгілерін анықтаңыз:

Үй тапсырмалары:

Зарядты қоршап тұрған электр өрісі - бұл біздің бір нәрсені өзгертуге және оған қандай да бір түрде әсер етуге ұмтылуымызға тәуелсіз шындық. Бұдан мынадай қорытынды жасауға болады: электр өрісі материя сияқты материяның өмір сүру формаларының бірі болып табылады.

Тыныштықтағы зарядтардың электр өрісі деп аталады электростатикалық. Белгілі бір зарядтың электростатикалық өрісін анықтау үшін оның өрісіне белгілі бір күш әсер ететін басқа зарядты енгізу керек. Алайда, екінші зарядтың қатысуынсыз бірінші зарядтың электростатикалық өрісі бар, бірақ ешқандай түрде өзін көрсетпейді.

Шиеленіс Еэлектростатикалық өрісті сипаттайды. Электр өрісінің белгілі бір нүктесіндегі интенсивтілік деп өрістің белгілі бір нүктесінде орналасқан тыныштық күйіндегі бірлік оң зарядқа әсер ететін күшке тең және күш бағытына бағытталған физикалық шаманы айтады.

Егер q заряды тудырған электр өрісіне «сынақ» оң нүктелік заряд q pr енгізілсе, Кулон заңы бойынша оған күш әсер етеді:

Егер өрістің бір нүктесінде әртүрлі сынақ зарядтары q / pr, q // pr және т.б. орналастырылса, онда олардың әрқайсысына әсер етеді әртүрлі күштер, зарядтың шамасына пропорционал. Өріске енгізілген барлық зарядтар үшін F / q pr қатынасы бірдей болады, сонымен қатар берілген нүктедегі электр өрісін анықтайтын q және r ғана тәуелді болады. Бұл мәнді мына формуламен көрсетуге болады:

Егер q pr \u003d 1 деп алсақ, онда E \u003d F. Бұдан электр өрісінің күші оның қуат сипаттамасы деген қорытындыға келеміз. Кулондық күштің (1) өрнегін ескере отырып, (2) формуладан былай шығады:

(2) формуладан кернеу бірлігі өрістің белгілі бір нүктесіндегі қарқындылық ретінде қабылданатынын, онда күш бірлігі заряд бірлігіне әсер ететінін көруге болады. Сондықтан CGS жүйесінде кернеу бірлігі dyn/CGS q, ал SI жүйесінде ол N/Cl болады. Берілген бірліктердің арасындағы қатынас кернеудің абсолютті электростатикалық бірлігі (CGS E) деп аталады:

Қарқындылық векторы q + өрісін құрайтын оң зарядпен радиус бойымен зарядтан, ал теріс зарядпен q - радиус бойымен зарядқа бағытталған.

Егер электр өрісі бірнеше зарядтардан пайда болса, онда сынақ зарядына әсер ететін күштер векторларды қосу ережесі бойынша қосылады. Демек, өрістің берілген нүктесіндегі бірнеше зарядтардан тұратын жүйенің күші жеке әрбір зарядтың күштерінің векторлық қосындысына тең болады:

Бұл құбылыс электр өрістерінің суперпозиция (суперпозиция) принципі деп аталады.

Екі нүктелік зарядтың электр өрісінің кез келген нүктесіндегі интенсивтілігін - q 2 және + q 1 суперпозиция принципі арқылы табуға болады:

Параллелограмм ережесі бойынша E 1 және E 2 векторлары қосылады. Алынған E векторының бағыты конструкциямен анықталады және оның абсолютті мәнін төмендегі формула арқылы есептеуге болады:

Мұндағы α – E 1 және E 2 векторларының арасындағы бұрыш.

Диполь тудыратын электр өрісін қарастырайық. Электрлік диполь -бұл шамасы бойынша тең жүйе (q \u003d q 1 \u003d q 2), бірақ таңбасына қарама-қарсы зарядтар, олардың арасындағы қашықтық электр өрісінің қарастырылған нүктелеріне дейінгі қашықтықпен салыстырғанда өте аз.

Дипольдің негізгі сипаттамасы болып табылатын және теріс зарядтан оңға бағытталған вектор ретінде анықталатын және диполь иіні l мен q зарядының көбейтіндісіне тең электрлік диполь моменті p:

Сондай-ақ вектор теріс зарядтан оңға қарай бағытталған диполь l иіні болып табылады және зарядтар арасындағы қашықтықты анықтайды. Екі заряд арқылы өтетін сызық - деп аталады. диполь осі.

Ортасындағы диполь осінде жатқан нүктедегі электр өрісінің кернеулігін анықтайық (төмендегі а-сурет):

В нүктесінде E қарқындылығы оң және теріс зарядтармен, бірақ бөлек жасалған E / және E // қарқындылықтарының векторлық қосындысына тең болады. –q және +q зарядтарының арасында E / және E // интенсивтілік векторлары бір бағытта бағытталған, сондықтан абсолютті мәнде алынған қарқындылық E олардың қосындысына тең болады.

Егер диполь осінің жалғасында жатқан А нүктесінде Е-ні табу керек болса, онда Е / және Е // векторлары әр түрлі бағыттарға бағытталған, сәйкесінше абсолютті мәнде алынған қарқындылық оларға тең болады. айырмашылығы:

Мұндағы r – диполь осінде жатқан және интенсивтілігі анықталған нүкте мен дипольдің орта нүктесі арасындағы қашықтық.

r>>l жағдайында бөлгіштегі мәнді (l/2) елемеуге болады, онда келесі қатынасты аламыз:

Мұндағы p – электрлік диполь моменті.

CGS жүйесіндегі бұл формула келесі пішінді алады:

Енді дипольдің орта нүктесінен қалпына келтірілген перпендикулярда жатқан C нүктесіндегі электр өрісінің кернеулігін есептеу керек (жоғарыдағы сурет b)).

r 1 \u003d r 2 болғандықтан, теңдік орын алады:

Ерікті нүктедегі диполь күшін мына формуламен анықтауға болады:

Мұндағы α – диполь иіні l мен радиус векторы r арасындағы бұрыш, r – өріс кернеулігі анықталған нүктеден дипольдің центріне дейінгі қашықтық, p – дипольдің электрлік моменті.

Мысал

Бір-бірінен R \u003d 0,06 м қашықтықта q 1 \u003d q 2 \u003d 10 -6 C екі бірдей нүктелік зарядтар бар (төмендегі сурет):

Осы кесіндіден h = 4 см қашықтықта зарядтарды қосатын кесіндінің ортасында қалпына келтірілген перпендикулярда орналасқан А нүктесінде электр өрісінің кернеулігін анықтау қажет. Сондай-ақ зарядтарды қосатын сегменттің ортасында орналасқан В нүктесіндегі кернеуді анықтау қажет.

Шешім

Суперпозиция принципі бойынша (өрістердің суперпозициясы) өріс кернеулігі E анықталады.Осылайша, векторлық (геометриялық) қосынды әрбір зарядпен бөлек құрылған E арқылы анықталады: E \u003d E 1 + E 2.

Бірінші нүктелік зарядтың электр өрісінің кернеулігі:

Мұндағы q 1 және q 2 электр өрісін құрайтын зарядтар; r – интенсивтілік есептелетін нүктеден зарядқа дейінгі қашықтық; ε 0 – электр тұрақтысы; ε – ортаның салыстырмалы өткізгіштігі.

В нүктесіндегі қарқындылықты анықтау үшін алдымен әрбір зарядтан электр өрісінің кернеулік векторларын құру керек. Зарядтар оң болғандықтан, E / және E // векторлары В нүктесінен әртүрлі бағытта бағытталған. q 1 = q 2 шарты бойынша:

Бұл сегменттің ортасында өріс күші нөлге тең екенін білдіреді.

А нүктесінде E 1 және E 2 векторларын геометриялық қосуды орындау қажет. А нүктесінде кернеу мынаған тең болады:

Өздеріңіз білетіндей, электр кернеуінің өзіндік өлшемі болуы керек, ол бастапқыда белгілі бір электр құрылғысын қуаттандыру үшін есептелген мәнге сәйкес келеді. Бұл қоректендіру кернеуінің мәнінен асып кету немесе азайту электр жабдығына оның толық істен шығуына дейін теріс әсер етеді. Кернеу дегеніміз не? Бұл электрлік потенциалдың айырмашылығы. Яғни, түсінуге ыңғайлы болу үшін оны сумен салыстырса, бұл шамамен қысымға сәйкес келеді. Ғылыми тұжырымға сәйкес электр кернеуі - бірлік заряд осы аймақ арқылы қозғалғанда берілген аймақта токтың қандай жұмыс атқаратынын көрсететін физикалық шама.

Кернеудің ең көп тараған формуласы - үш негізгі электрлік шама, атап айтқанда кернеудің өзі, ток және кедергі болатын формула. Бұл формула Ом заңы ретінде белгілі (электр кернеуін, потенциалдар айырмасын табу).

Бұл формула естіледі келесідей- Кернеу ток пен кедергінің көбейтіндісіне тең. Естеріңізге сала кетейін, электротехникада әртүрлі физикалық шамалар үшін өзіндік өлшем бірліктері бар. Кернеуді өлшеу бірлігі «Вольт» (бұл құбылысты ашқан ғалым Алессандро Вольта құрметіне). Токтың өлшем бірлігі «Ампер», ал кедергісі «Ом». Нәтижесінде бізде - 1 вольтты электр кернеуі 1 ампер есе 1 Омға тең болады.

Сонымен қатар, екінші ең көп қолданылатын кернеу формуласы - бұл бірдей кернеуді электр қуаты мен ток күшін біле отырып табуға болады.

Бұл формула келесідей естіледі - электр кернеуі қуаттың ток күшіне қатынасына тең (кернеуді табу үшін қуатты токқа бөлу керек). Қуаттың өзі токты кернеуге көбейту арқылы табылады. Ал, ток күшін табу үшін қуатты кернеуге бөлу керек. Барлығы өте қарапайым. Өлшем бірлігі электр қуаты«Ватт» болып табылады. Сонымен 1 вольт 1 амперге бөлінген 1 ваттқа тең.

Енді мен «жұмыс» пен «зарядтарды» қамтитын электр кернеуінің ғылыми формуласын беремін.

Бұл формула электр зарядын жылжыту үшін жасалған жұмыстың қатынасын көрсетеді. Іс жүзінде бұл формуланың қажет болуы екіталай. Ең көп таралғаны ток, қарсылық және қуатты қамтитын болады (яғни, алғашқы екі формула). Бірақ, бұл тек белсенді қарсылық жағдайында ғана болатынын ескерткім келеді. Яғни, есептеулер жасалған кезде электр тізбегі, кәдімгі резисторлар, жылытқыштар (нихромды спиральмен), қыздыру шамдары және т.б. түріндегі кедергісі бар болса, жоғарыда келтірілген формула жұмыс істейді. Реактивтілікті пайдаланған жағдайда (тізбекте индуктивтіліктің немесе сыйымдылықтың болуы) басқа кернеу формуласы қажет болады, ол сонымен қатар кернеу жиілігін, индуктивтілікті, сыйымдылықты ескереді.

P.S. Ом заңының формуласы іргелі болып табылады және осыдан сіз әрқашан екі белгілі шамадан (ток, кернеу, кедергі) бір белгісіз шаманы таба аласыз. Іс жүзінде Ом заңы өте жиі қолданылады, сондықтан әрбір электрик пен электроника оны жатқа білуі керек.

Зарядталған дене энергияның бір бөлігін үнемі тасымалдап, оны басқа күйге айналдырады, оның бөліктерінің бірі электр өрісі болып табылады. Кернеу - электромагниттік сәулеленудің электрлік бөлігін сипаттайтын негізгі компонент. Оның мәні ток күшіне байланысты және қуат сипаттамасы ретінде әрекет етеді. Дәл осы себепті жоғары вольтты сымдар аз ток үшін сымдарға қарағанда үлкен биіктікте орналастырылады.

Ұғымның анықтамасы және есептеу формуласы

Қарқындылық векторы (Е) - қарастырылатын нүктедегі шексіз аз токқа әсер ететін күш. Параметрді анықтау формуласы келесідей:

F – зарядқа әсер ететін күш;
q – төлем мөлшері.

Зерттеуге қатысатын төлем сынақ заряды деп аталады. Нәтижелерді бұрмаламау үшін ол кішкентай болуы керек. Идеал жағдайларда q рөлін позитрон атқарады.

Айта кету керек, шама салыстырмалы, оның сандық сипаттамалары мен бағыты координаттарға байланысты және жылжу кезінде өзгереді.

Кулон заңына сүйене отырып, денеге әсер ететін күш денелер арасындағы қашықтықтың квадратына бөлінген потенциалдардың көбейтіндісіне тең.

F=q 1* q 2 /r 2

Бұдан шығатыны, кеңістіктің берілген нүктесіндегі интенсивтілік көздің потенциалына тура пропорционал және олардың арасындағы қашықтықтың квадратына кері пропорционал. Жалпы, символдық жағдайда теңдеу былай жазылады:

Теңдеу негізінде электр өрісінің бірлігі метрге вольт болып табылады. Дәл осындай белгілеу SI жүйесімен қабылданған. Параметрдің мәніне ие бола отырып, зерттелетін нүктедегі денеге әсер ететін күшті есептеуге болады, ал күшті біле отырып, электр өрісінің кернеулігін табуға болады.

Формула нәтиженің сынақ зарядынан абсолютті тәуелсіз екенін көрсетеді. Бұл әдеттен тыс, себебі бұл параметр бастапқы теңдеуде бар. Дегенмен, бұл қисынды, өйткені көз сынақ эмитенті емес, негізгі эмитент болып табылады. Нақты жағдайларда бұл параметр өлшенетін сипаттамаларға әсер етеді және идеалды жағдайлар үшін позитронды қолдануға әкелетін бұрмалауды тудырады.

Кернеу векторлық шама болғандықтан, мәннен басқа оның бағыты бар. Вектор негізгі көзден зерттелетінге немесе соттық айыптаудан негізгіге бағытталған. Бұл полярлыққа байланысты. Егер белгілер бірдей болса, онда итеру пайда болады, вектор зерттелетін нүктеге бағытталған. Егер нүктелер қарама-қарсы полярлық зарядталса, онда көздер тартылады. Бұл жағдайда күш векторы оң көзден теріске бағытталған деп болжауға болады.

Өлшем бірлігі

Электростатика салаларындағы контекстке және қолданылуына байланысты электр өрісінің кернеулігі [E] екі бірлікпен өлшенеді. Ол вольт/метр немесе Ньютон/кулон болуы мүмкін. Бұл шатасудың себебі оны әртүрлі жағдайлардан алу, өлшем бірлігін қолданылған формулалардан шығару сияқты. Кейбір жағдайларда өлшемдердің бірі арнайы жағдайларда ғана жұмыс істейтін формулаларды пайдалануды болдырмау үшін әдейі пайдаланылады. Бұл ұғым негізгі электродинамикалық заңдарда бар, сондықтан термодинамика үшін мән негізгі болып табылады.

Дереккөз алуы мүмкін әртүрлі формалар. Жоғарыда сипатталған формулалар нүктелік зарядтың электр өрісінің кернеулігін табуға көмектеседі, бірақ көз басқа формаларда болуы мүмкін:

бірнеше тәуелсіз материалдық нүктелер;
бөлінген түзу немесе қисық (магниттік статор, сым және т.б.).

Нүктелік заряд үшін кернеуді табу келесідей болады: E=k*q/r 2 , мұндағы k=9*10 9

Денеге бірнеше көздер әсер еткенде нүктедегі кернеу потенциалдардың векторлық қосындысына тең болады. Бөлінген көздің әрекеті бойынша ол бүкіл таралу аймағы бойынша тиімді интегралмен есептеледі.

Сипаттама зарядтардың өзгеруіне байланысты уақыт өте өзгеруі мүмкін. Мән тек үшін тұрақты болып қалады электростатикалық өріс. Бұл негізгі қуат сипаттамаларының бірі, сондықтан біртекті өріс үшін вектордың бағыты мен q мәні кез келген координатада бірдей болады.

Термодинамика тұрғысынан

Кернеу классикалық электродинамикадағы негізгі және негізгі сипаттамалардың бірі болып табылады. Оның мәні, сондай-ақ электр зарядының және магниттік индукцияның деректері барлық дерлік электродинамикалық процестердің ағынының параметрлерін анықтауға болатынын біле отырып, негізгі сипаттамалар болып табылады. Ол Лоренц күшінің формуласы және Максвелл теңдеулері сияқты іргелі ұғымдарда бар және маңызды рөл атқарады.

F-Лоренц күші;

q – заряд;
В – магниттік индукция векторы;
С – вакуумдегі жарық жылдамдығы;
j – магниттік токтың тығыздығы;
μ 0 - магниттік тұрақты \u003d 1,25663706 * 10 -6;
ε 0 - электр тұрақтысы 8,85418781762039 * 10 -12 тең

Магниттік индукцияның мәнімен қатар бұл параметр заряд шығаратын электромагниттік өрістің негізгі сипаттамасы болып табылады. Осыған сүйене отырып, термодинамика тұрғысынан, кернеу әлдеқайда көп маңыздылығыағымдағы күшке немесе басқа көрсеткіштерге қарағанда.

Бұл заңдар іргелі, барлық термодинамика соларға негізделген. Айта кету керек, Ампер заңы және басқа да бұрынғы формулалар жуықтап немесе нақты жағдайларды сипаттайды. Максвелл және Лоренц заңдары әмбебап.

Практикалық құндылық

Кернеу ұғымы электротехникада кең қолданыс тапты. Ол сигналдардың нормаларын есептеу, жүйенің тұрақтылығын есептеу, көзді қоршап тұрған элементтерге электрлік сәулеленудің әсерін анықтау үшін қолданылады.

Тұжырымдама кең қолданыс тапқан негізгі сала ұялы және спутниктік байланыс, телемұнаралар және басқа электромагниттік сәуле шығарғыштар болып табылады. Осы құрылғылардың сәулелену қарқындылығын білу келесі параметрлерді есептеуге мүмкіндік береді:

радиомұнараның диапазоны;
көзден адамға дейінгі қауіпсіз қашықтық .

Бірінші параметр спутниктік телехабар таратуды, сондай-ақ ұялы байланысты орнататындар үшін өте маңызды. Екіншісі радиацияның рұқсат етілген нормаларын анықтауға мүмкіндік береді, осылайша пайдаланушыларды электр құрылғыларының зиянды әсерінен қорғайды. Электромагниттік сәулеленудің бұл қасиеттерін қолдану тек коммуникациялармен шектелмейді. Электр энергиясын өндіру, тұрмыстық техника, ішінара механикалық өнімдерді өндіру (мысалы, электромагниттік импульстармен бояу) осы негізгі принциптерге негізделген. Осылайша, шаманы түсіну өндіріс процесі үшін де маңызды.

Суретті көру үшін қызықты эксперименттер күш сызықтарыэлектр өрісі: бейне