Электродинамика как серьезный и многообразный раздел современной физики подразделяется на несколько основных направлений. Электродинамика призвана изучать понятие электрического заряда. Электрический заряд плотно связан с электромагнитным полем. Оно является его материальным источником возникновения. Само электромагнитное поле представляет собой внутреннюю характеристику элементарных частиц, которые находятся в постоянном взаимодействии друг с другом, что порождает разнообразные физические явления и свойства тел. Электрический заряд является скалярной физической величиной и определяет электромагнитное взаимодействие.
Рисунок 1. Понятие электростатики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
По первой модели взаимодействия частиц любая заряженная частица способна возбуждать окружающее пространство вокруг себя. При этом любая другая частица, которая окажется в таком возмущенном пространстве, будет испытывать действие определенной силы. В этом случае принято рассматривать частицу, попавшую в электромагнитное поле. Факт присутствия заряженной частицы обязательно должна быть связана с источником этой силы. В этом состоит электрическая составляющая особенности процесса. Магнитная основа будет связана с ее движением. Каждое заряженное тело можно рассматривать в виде совокупности заряженных частиц, которые могут создавать электромагнитное поле.
Электростатика – раздел электродинамики
Электростатика, как раздел электродинамики рассматривает взаимодействие неподвижных электрических зарядов, пропущенных сквозь электростатическое поле. Заряды являются неподвижными относительно другой системы отсчета, поэтому все выводы можно делать на приблизительном уровне, однако оно всегда движутся с некоторой скоростью относительно иной системы отсчета.
Всего принято различать два типа электрических зарядов:
- положительные;
- отрицательные.
В качестве носителей таких электрических зарядов могут быть элементарные частицы. В их состав должны непременно входить атомы. Все атомы состоят из:
- отрицательного заряда (электрона);
- положительного заряда (протона).
Им свойственны некоторые характерные черты. Единицей измерения заряда является кулон. Заряженным тело является, если оно содержит разное количество положительных и отрицательных элементарных частиц.
Для проявления электромагнитного поля необходимо действие электромагнитных сил. Оно заключается в формировании:
- силы трения;
- силы упругости;
- действия электромагнитных сил на уровне элементарных частиц.
Изучая основы электростатики невозможно не остановиться на понятии электризации тел. Это способ получения заряженных частиц путем соприкосновения. В этом случае тела будут взаимно заряжаться, но они станут равны по модулю и противоположными по знаку заряда.
Основные понятия электростатики
Основным законом электростатики является закон Кулона. Он определяется, как сила взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тела. Она протекает в условиях вакуума и прямо пропорциональна произведению модулей заряда, а также обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Тела считаются точечными в тот момент, когда расстояние между ними гораздо больше размеров самих тел. Тела взаимодействуют согласно закону Кулона в том случае, если у них существует электрические заряды.
Напряженность электрического поля представляет собой определенную количественную характеристику электрического поля. Оно сочетает в себе признаки отношения силы. С таким параметром поле действует на точечный заряд. Его соотносят с величиной данного заряда. Также напряженность поля не может лежать в зависимости от величины внесенного заряда. Оно только характеризует в общем все электрическое поле. Направление вектора напряженности должно полностью совпадать с направлением силы вектора, который действует на положительный заряд, а также оно противоположно направлению силы, что действует на отрицательный заряд.
Силовые линии
Чтобы сформировать на теоретическом уровне понятие электрического поля пользуются составлением силовых линий. Подобные линии проводятся так, чтобы направление вектора напряженности в каждой точке совпадало с направлением касательной к силовой линии. Силовые линии могут обладать рядом характерных признаков и свойств.
Они не могут пересекаться в электростатическом поле. Эти линии оказываются направленными к отрицательным зарядам от положительных зарядов. Когда изображают силовые линии электрического поля прибегают к различной густоте из нанесения. Они должны быть соразмерны модулю вектора напряженности поля. Их густота увеличивается согласно напряженности и всегда ей пропорциональна.
В определенной точке пространства принято проводит всего одну силовую линию. Это связано с тем, что напряженность электрического поля в этой точке можно задать только однозначно.
Рисунок 2. Понятие электродинамики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Если электрическое поле однородно, тогда вектор напряженности также находится на одинаковом с ним уровне. Это проявляется во всех точках поля в пространстве. Такое поле создает плоский конденсатор-пластина. Они должны быть заряжены одинаковым количеством заряда, разделены слоем диэлектрика, однако это расстояние нужно создать меньше, чем размер самих пластин.
Электроемкость характеризует способность проводников накапливать электрический заряд в определенной точке. Она зависит от формы, взаимного расположения зарядов, размеров проводников, а также характерных свойств среды между проводниками.
Основные формулы электростатики выглядят следующим образом. Здесь представлены уравнения по взаимодействию зарядов, электрическому потенциалу, работе электростатического поля, электроемкости, а также напряженности электрического поля.
Рисунок 3. Основные формулы в электростатике. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Также электродинамика изучает силовые линии электростатического поля, работу электростатического поля и эквипотенциальные поверхности. Также вводятся основы электрической цепи, законы постоянного тока, сопротивления и других определений, свойственных для этого раздела физики.
