Основні поняття і визначення
Глава 2. ЕЛЕКТРИЧНЕ ПОЛЕ КОРАБЛЯ.
Електричне поле створюється електричними зарядами і є приватною формою прояву (поряд з магнітним полем) електромагнітного поля.
Нерухомі заряди створюють електричне поле, зване електростатичним. Електричне поле, утворене зарядами, що переміщаються з постійною швидкістю, або постійним струмом, називають стаціонарним.
Про природу електричного поля можна сказати наступне:
1. Поле матеріально - воно має масу і енергією (,, де - швидкість світла у вакуумі).
2. Йому притаманні певні властивості. Головне з них - дія на електричний заряд, поміщений в це поле, з силою, що не залежить від швидкості руху заряду. З цієї силі встановлюють існування поля, розподіл його в просторі і його фізичні характе-ристики.
Наведемо в табличній формі деякі одиниці СІ, які будуть потрібні нам при викладі матеріалу (табл. 3).
Основною кількісною характеристикою електричного поля є напруженість електричного поля, яка в даній точці простору визначається відношенням сили, що діє на заряд, поміщений в цю точку, до величини заряду
Табл. 3 Визначення фізичних величин і їх одиниць вимірювання
Визначення фізичної величини
Визначення одиниці виміру
Сила електричного струму
Визначається відношенням електричного заряду, що переноситься через перетин провідника за певний інтервал часу до цього інтервалу
Ампер дорівнює силі незмінних струму, який при проходженні по двох паралельних прямолінійних провідниках нескінченної довжини і мізерно малу площу перетину, рас-покладеним в вакуумі на відстані один від іншого, викликав би на ділянці провідника довжиною силу взаємодії, що дорівнює
Щільність електричного струму
Векторна характеристика струму, рівна по модулю електричномузаряду, що проходить за одиницю часу через одиничну площадку, перпендикулярну напрямку упорядкованого руху заряджених частинок
Ампер на квадратний метр дорівнює щільності рівномірно розподіленого по поперечному перерізі провідника площею електричного струмі силою
Кількість електрики (електричний заряд)
Джерело електромагнітного поля, пов'язаний з матеріальним носієм. Існування, руху і взаємодії електричних зарядів (як позитивних, так і негативних) проявляється в сукупності електричних і магнітних явищ
Кулон дорівнює кількості електрики, що проходить через поперечний переріз провідника при силі струму за час
Є енергетичною характеристикою електричного поля, величина скалярна. Потенціалом електричного поля називають відношення потенційної енергії взаємодії заряду з полем до величини цього заряду
Вольт дорівнює потенціалу точки електричного поля, перебуваючи в якій заряд володіє потенційною енергією в
Електрична напруга (різниця електричних потенціалів)
Напругою на даній ділянці електричного кола називається величина, що дорівнює роботі сторонніх і кулоновских (електричних) сил по переміщенню позитивного одиничного заряду () по цій ділянці. У потенційному електростатичному полі ця робота не залежить від шляху, по якому переміщається заряд: в цьому випадку напруга між двома точками збігається з різницею потенціалів між ними
Вольт дорівнює електричної напруги, що викликає в електричному ланцюзі постійний струм силою при витрачається потужності
Напруженість електричного поля
Векторна величина є основною кількісною характеристикою електричного поля. Визначається відношенням сили, що діє з боку поля на електричний заряд (заряд повинен бути малим, щоб не змінювати ні величини, ні розподілу тих зарядів, які породжують досліджуване поле)
Вольт на метр дорівнює напруженості однорідного електричного поля, при якій між точками, розташованими на відстані вздовж лінії напруженості поля, створюється різниця потенціалів
Електрорушійна сила (ЕРС)
Висловлює дію сторонніх (непотенційного) сил в джерелах постійного або змінного струму. Потенційні сили електростатичного поля не можуть підтримувати постійний струм в ланцюзі, так як робота цих сил на замкнутому шляху дорівнює нулю. Сторонні сили різні за походженням, наприклад, в гальванічних елементах - це хімічні сили. ЕРС джерела дорівнює електричної напруги на його затискачах при розімкнутому ланцюзі; вона визначає силу струму в замкнутому ланцюзі при заданому її опорі
Вольт дорівнює електричної напруги, що викликає в електричному ланцюзі постійний струм силою при витрачається потужності
Протидія провід-ника або електричного кола електричного струму. Електричний опір ділянки кола при постійній напрузі (струму) виражається відношенням напруги на його кінцях до сили струму (при відсутності на цій ділянці джерел ЕРС). У цьому випадку воно називається омічним або активним
дорівнює опору провідника, між кінцями якого при силі струму виникає напруга
Питомий електричний опір
Характеризує проводить матеріал. Для однорідного за складом провідника при постійному перерізі S і довжині,, де - питомий опір провідника одиничної довжини і одиничної площі поперечного перерізу
дорівнює питомій електричному опору провідника площею поперечного перерізу і довжиною, що має опір
Електропровідність (електрична провідність, провідність)
Здатність тіла пропускати електричний струм під впливом електричного поля; обумовлюється наявністю в провідниках вільних носіїв заряду електронів та іонів. Електронна електропровідність властива металам, напівпровідників, плазмі (в плазмі невеликий вклад вносять також іони); іонна електропровідність властива електролітів
() Дорівнює електричної провідності провідника, що має опір
Питома електрична провідність
Щільність струму залежить від значення напруженості електричного поля в даній точці і в ізотропних провідниках збігається з по напрямку. Ця залежність виражається законом Ома: коефіцієнт називається питомою електропровідністю, пов'язаної з питомим опором співвідношенням, Залежно від все речовини діляться на провідники, діелектрики і напівпровідники з проміжними значеннями.
дорівнює питомої електричної провідності провідника, який при площі поперечного перерізу і довжині має електричну провідність