Стационарное электрическое поле
Стационарным называется электрическое поле, существующее в проводнике с током и обусловливающее перенос энергии в цепях постоянного тока. Заряды при протекании тока непрерывно перемещаются, но распределение их остается неизменным. Поэтому стационарное поле, подобно электростатическому, является потенциальным.
Возможно вам будет интересно:
Перемещение проводника в магнитное поле
Диа- и парамагнетики в неоднородном поле
Контур с током в неоднородном поле (тележка)
Контур с током в однородном поле (тележка)
Комментарии: (0)
Пока комментариев нет, вы можете стать первым!
Sponsor
Самое читаемое
Sponsor
Advertisement
Физический словарь
Advertisement
Партнеры
Мы ВКонтакте
Новости почтой
Хотите получать последние новости по электронной почте?
Advertisement
Видео
Физика воздуха. Сжимаемость воздуха.
Что такое электричество? | ПРОСТО ФИЗИКА с Алексеем Иванченко
Курс подготовки к ЕГЭ. Физика. Урок №1 Кинематика равномерного движения
Батавские слезки — опыты
Тепловой рычаг — физические опыты
Секрет ЖК-монитора — поляризационная пленка
ЛАЗЕР В ВОДЕ — физические опыты
ЭЛЕКТРОХРОМНАЯ ПЛЕНКА с токопроводящим слоем и жидкокристаллической основой
Урок из космоса.Физика невесомости
Абсолютный ноль — погоня за абсолютным нулём
Последние комментарии
Уважаемые пользователи! Наш проект переводится на VPS. » Что такое VPS?
Поломка прибора помогла решить 60-летнюю квантовую загадку » Ну! ДА ! тупо полез ремонтировать сам не заня что А если.Знал и проверял Т.
Ученые рассчитали точное замедление времени и подтвердили. » #647 Kulikov2000 : Замечено, что опровергают стандартно не СТО Эйнштейна, а собственные ф.
Сотрудничество » Вас интересует работа с такой аннотацией? Не смотря на то, что закон, по которому можно рас.
На форуме
04-05 18:54 Хуснулла Алсынбаев
04-05 06:32 Alex1945
04-05 01:49 Fedor
04-05 00:55 Александр Рыбников
04-04 13:34 AndreiMa
04-04 09:53 Желя
04-03 21:13 Желя
04-03 19:45 Желя
О проекте
2006-2022г. © Научно-Образовательный портал «Вся Физика»
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс «Вся Физика»
Новости почтой
Хотите получать последние новости по электронной почте?
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Стационарное электрическое поле связано с наличием электрического тока, и это упрощает измерения разности потенциалов между любыми двумя точками поля — для этого достаточно прикоснуться к этим точкам щупами, которые подключены к гальванометру. [2]
Стационарное электрическое поле , создаваемое системой неподвижных зарядов, называется электростатическим полем. [3]
Стационарное электрическое поле в проводнике, как и электрическое поле неподвижных зарядов, характеризуется напряженностью электрического поля, которая неизменна по времени в любой из точек проводника. [4]
Стационарное электрическое поле электрического тока кроме того, что оно появляется в результате наложения направленного движения электронов на хаотическое, отличается от электростатического еще и тем, что обусловливающие его непрерывно восстанавливаемые заряды распределяются не только на поверхности металлических тел, но и в толще их. Поэтому внутри проводящих тел в этом случае имеется электрическое поле. [5]
В стационарном электрическом поле образец характеризуется не зависящим от времени значением удельного электрического сопротивления р, которое определяется количеством свободных заряженных частиц в единице объема, строением полимера и температурой. Величина ps ( поверхностное) зависит от состояния поверхности диэлектрика, наличия на ней примесей. Полимеры могут адсорбировать на своей поверхности влагу, если полярные группы, входящие в макромолекулу, имеют гидрофильный характер и способны притягивать молекулы воды. Полимеры, содержащие наполнители, способные к ионизации, также адсорбируют воду. На поглощение влаги влияет температура, поэтому поверхностное сопротивление сильно зависит от температуры. [6]
В стационарном электрическом поле образец характеризуется не зависящим от времени значением удельного электрического сопротивления р, которое определяется количеством свободных заряженных частиц в единице объема, строением полимера и температурой. Величина ps ( ( поверхностное) зависит от состояния поверхности диэлектрика, наличия на ней примесей. Полимеры могут адсорбировать на своей поверхности влагу, если полярные группы, входящие в макромолекулу, имеют гищро-фильный характер и способны притягивать молекулы воды. Полимеры, содержащие наполнители, способные к ионизации, также адсорбируют воду. На поглощение влаги влияет температура, поэтому поверхностное сопротивление сильно зависит от температуры. При повышенных температурах в сухой атмосфере и в отсутствие случайных поверхностных загрязнений значение ps полимерного диэлектрика намного превышает значение ри. [7]
В стационарном электрическом поле работа переноса заряда не зависит от формы пути, по которому перемещается заряд, а определяется потенциалами начальной ( cpi) и конечной ( фг) точек этого пути. [8]
Затем рассматривается стационарное электрическое поле в проводящей среде. Формулируются законы постоянного тока в дифференциальной форме. [9]
Эффект Штарка в стационарном электрическом поле состоит в расщеплении и смещении спектральных линий под действием внешнего электрического поля. В большинстве практически важных случаев внешнее поле мало по сравнению с внутренним полем атома, и влияние его на атомную систему можно рассматривать как малое возмущение. Получение электрических полей, близких к напряженности внутреннего поля атома ( g6 — 109 В / см), возможно лишь в сфокусированном лазерном пучке. [10]
Почему в некоторых случаях стационарное электрическое поле в диэлектрике можно рассматривать как электростатическое. [11]
Потенциалы поля тяготения и стационарного электрического поля также удовлетворяют уравнению Лапласа, в котором отсутствуют массы и соответственно электрические заряды. [12]
Электростатическое поле является разновидностью стационарного электрического поля и отличается от него тем, что элементарные заряженные частицы, обусловливающие электростатическое поле, находятся только в хаотическом движении, тогда как стационарное поле определяется направленным движением электронов, которое накладывается на хаотическое движение. [13]
Далее используют аналогию между стационарным электрическим полем в проводящей среде и электростатическим полем в диэлектрике. Как известно, в системе нескольких заряженных тел потенциал каждого тела определяется не только своим зарядом, но также зарядами всех остальных тел. При этом потенциал является линейной функцией зарядов. [14]
Стационарное электрическое поле
1. Физико-технические основы электроэнергетики
Лекция 2
Профессор Е.Ю.Клименко
2.
Стационарное электрическое поле
Уравнения Максвелла
Первое уравнение: электрический заряд порождает
электрическое поле
Второе уравнение: изменяющееся магнитное поле
порождает вихревое электрическое поле
Третье уравнение: магнитных зарядов не существует
Четвертое уравнение: электрический ток и изменение
электрической индукции порождают вихревое
магнитное поле
Исключив зависимость от времени, получаем:
Из второго следует, что Е можно представить в виде
— скалярный потенциал
Минус выбран для того, чтобы выполнить общепринятое условие:
«вектор Е направлен от положительного заряда к отрицательному»
2
3.
Электростатическая энергия
Точечный заряд – конечный заряд, сконцентрированный в столь
малой области, что ее размерами можно пренебречь по сравнению с
другими характерными размерами рассматриваемой задачи.
Сила, действующая на заряд, равна
, где E- поле,
создаваемое другими стационарно распределенными зарядами.
Работа, совершаемая над зарядом при перемещении из точки r1
в другую точку r2 равна
Работа, произведенная при медленном перемещении заряда по
замкнутому пути равна нулю. Поля, в которых работа зависит только от
конечных положений, но не от пути, называются консервативными
3
4.
Потенциал определен с точностью до постоянной
, поскольку
Устраним неоднозначность, договорившись, что потенциал равен
работе, совершаемой при перемещении единичного положительного
заряда из бесконечности в точку
Поверхности
Вектор
называют эквипотенциальными
лежит на эквипотенциальной поверхности
— компоненты градиента
То, что
означает, что электрическое поле
перпендикулярно эквипотенциальной поверхности.
Линии, касающиеся в каждой точке Е названы силовыми.
Чтобы малое смещение вдоль силовой линии
Совпадало с Е должно быть
4
5.
Дифференциальные уравнения силовых линий
Примеры силовых линий и эквипотенциальных поверхностей
1. Два точечных заряда
разных знаков.
2. Два одинаковых
точечных заряда
3. Три отрицательных и два
положительных заряда
1
2
3
5
6.
Соотношение между компонентами D и Е обычно линейны:
Получаем связь потенциала с зарядами:
В однородной среде потенциал описывается уравнением Пуассона
В точках, где нет зарядов это уравнение сводится к уравнению Лапласа
6
7.
Основная задача электростатики
Определение функции
, удовлетворяющей в каждой точке
пространства уравнению Пуассона, а на заданных поверхностях –
граничным условиям.
7
8.
Граничные условия
Рассматривается малый, (такой что
на каждом из торцов индукция не
меняется) цилиндр высотой
Пусть плавно меняется по высоте,
а заряд сохраняется. Когда
боковая поверхность уменьшится до
нуля
.
— плотность зарядов на
поверхности.
Наличие зарядов на поверхности приводит к
скачку индукции, равном поверхностной
плотности заряда в кулонах на кв. метр
Рассмотрим контур L с нормалью
— нормаль к поверхности.
-вектор вдоль E.
Проекция E на
При переходе через поверхность
разрыва тангенциальная
компонента эл. поля непрерывна
8
9.
Граничные условия для потенциала
Из
Из
следует
следует
Из консервативности поля следует непрерывность потенциала
на границе
9
10.
Лапласиан в различных системах координат
В декартовых
В цилиндрических
В сферических
10
11.
Определение поля по заданному распределению зарядов
Потенциал в заданной точке (x’,y’,z’)
внутри объема V можно выразить через
объемный интеграл по объему V и
поверхностный интеграл по S.
Заряд распределен в объеме с конечной
плотностью
.
Воспользуемся теоремой Грина
Примем
удовлетворяет уравнению Лапласа
, но в точке r=0 особенность.
Избавимся от нее, окружив точку (x’,y’,z’) малой сферой S2.
11
12.
Подставляя
в уравнение Грина получим
На сферической поверхности S2
поэтому
Если заменить
и
средними значениями, то получим
при
. Это значение
интеграла по S2. Тогда
Можем выразить потенциал через плотность заряда (без особенностей)
12
13.
Если в V1 нет зарядов, то
Это значит, что интеграл по поверхности выражает вклад в потенциал в
точке
от зарядов, расположенных вне объема V1.
Если вне этого объема нет зарядов, то поверхностный интеграл должен
равняться нулю.
Интеграл
Пуассона.
частное решение уравнения
Если точка
лежит вне области, содержащей заряды на
расстоянии R от какой-либо точки этого объема то при R много большем
линейных размеров этой области
Определение: Потенциальная функция регулярна на бесконечности, если
при
произведение
остается ограниченным.
На больших расстояниях распределение потенциала зависит только от R
E направлен по радиусу и
тоже ограничено.
13
14.
Поверхность S1 делит пространство
на две области внутреннюю V1 и
внешнюю V2 . Теорему Грина можно
применить в этом случае, считая ,
что S2 удалена на бесконечность.
Величины
к нулю
и
исчезают, как
и интеграл по S2 стремится
Если в области V2 нет зарядов, то повторив преобразования,
проделанные выше получим
и
Поле точечного заряда обратно пропорционально квадрату расстояния
и направлено по радиусу от заряда q, если заряд положителен.
Так получили закон Кулона!
14
15.
Точка r=0 особая. Полагать, что где-то в природе поле становится
бесконечным никаких оснований нет. Это лишь математика.
Если в каком-то объеме распределен электрический заряд с
плотностью
, то потенциал и электрическое поле можно
получить интегрированием:
Может возникнуть вопрос, можно ли использовать эти формулы
внутри объема с зарядом, поскольку там возникают особенности
при r=0.
Интегралы оказываются сходящимися. Если особую точку
окружить сферой, то при уменьшении ее радиуса знаменатель
стремится к нулю, как квадрат радиуса, а заряд, как его куб,
поэтому вклад в поле особой точки оказывается нулевым.
15
16.
Спасибо за внимание
16
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
Электрическое поле.
13.1. Электростатическое поле. Потенциал поля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.2. Уравнения Лапласа и Пуассона. Метод разделения переменных . .
13.3. Метод комплексного потенциала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.4. Электростатическое поле проводов круглого сечения . . . . . . . . . .
13.5. Метод зеркальных изображений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.6. Потенциальные коэффициенты, коэффициенты электростатической
индукции и частичные емкости в системе заряженных тел . . . . . .
13.7. Емкость линий электропередачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.8. Электрическое поле в диэлектрике. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.9. Электрическое поле постоянных токов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.10.Энергия и силы в электрическом поле. . .
23
Стационарное электрическое поле
электрическое поле не изменяющихся во времени электрических токов при условии неподвижности проводников с электрическими токами.
Поделиться
- Telegram
- Вконтакте
- Одноклассники
Научные статьи на тему «Стационарное электрическое поле»
Процессы в электрических цепях
электрического поля: $W_Э = \int\limits_ \frac \mu \mu _0 E^2 dV$.
Данные воздействия переводят электрические цепи из стационарного состояния в новое состояние.
токов, которые в несколько раз могут превышать электрические токи и напряжения стационарного режима.
запас энергии магнитного и электрического полей.
Замечание 2 Переход к новому стационарному состоянию связан с убыванием или нарастанием энергии полей
Автор Алексей . Малеев
Источник Справочник
Категория Физика
Статья от экспертов
О взаимодействии элементарных зарядов с электрическим стационарным полем
Рассмотрены взаимодействия между собой как неподвижных электрических зарядов, так и элементарных токов, описано взаимодействие заряженных частиц и стационарного электрического поля в соответствии с принципом наименьшего действия при помощи функции Лагранжа, установлена аналитическая зависимость, описывающая взаимодействие элементарных зарядов с электрическим стационарным полем.
Автор(ы) Придубков Павел Яковлевич
Хоменко Игорь Васильевич
Источник Электротехника и электромеханика
Научный журнал
Условие стационарности тока
Потенциальность электрического поля стационарного тока Определение Электрический ток называют.
Электрическое поле стационарного тока является потенциальным.
Это не сказывается на напряженности электрического поля, так как плотность зарядов в каждой точке пространства.
Данное утверждение является одним из постулатов теории электрического поля.
Вблизи поверхности Земли имеется электрическое поле с напряженностью $^<\left(0\right)>,\ \ $ $которая
Автор Виталий Викторович Карабут
Источник Справочник
Категория Физика
Статья от экспертов
Исследование экранирующих свойств плетенок в стационарном электрическом поле
Рассмотрены экранирующие свойства плетенок из медной проволоки, покрытой серебром, и облегченных плетенок из мишурных водорастворимых нитей, и медной круглой проволоки покрытой серебром, смоделировано проникновение электрического поля внутрь плетенки, вычислен коэффициент экранирования.
Автор(ы) Ковригин Леонид Александрович
Ситчихин Николай Александрович
Источник Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления