Что такое пробный заряд кратко
Обновлено: 03.07.2024
2. Способы получения наэлектризованных тел
Из любого источника тока
3. Измерение заряда
Пробный заряд – это заряд, который не вносит искажений в существующее поле.
Пусть существует некоторое электрическое поле. В какую-то точку поля помещаем пробный заряд. Поле на него будет действовать с некоторой силой.
Вносим в это поле другой пробный заряд. Если силы направлены в одну сторону, то заряды одноименные, если нет, то разноименные.
Зная отношения сил, знаем и отношение зарядов, а, приняв один из зарядов за эталон, указываем принципиальный способ измерения зарядов.
4. Единица заряда
1 Кулон – единица СИ электрического заряда, равная заряду, протекающему через поперечное сечение проводника за 1 с при силе неизменяющегося тока 1 А.
5. Закон сохранения заряда
Если на замкнутую систему падает энергичный фотон, может возникнуть парный электрический заряд. В сумме заряд системы не изменится. Все эксперименты показывают, что заряду присуще свойство сохраняться, поэтому это положение возводится в ранг постулата.
В замкнутой системе электрический заряд есть величина постоянная.
6. Заряд Земли
Заряд Земли отрицателен.
7. Инвариантность заряда
Принципиально заряды измеряются путем сравнения сил. Сила является инвариантом, т.е. она одинакова в разных системах отсчёта. Следовательно, отношение зарядов также инвариантно. А если и эталон заряда одинаков, то можно говорить, что заряд имеет одно и то же количественное значение в разных системах отсчета.
8. Дискретность заряда
Любой заряд можно представить в виде
|e|=1,6021892(46)·10 -19 Кл - элементарный заряд
Говорят, что электрический заряд дискретен или квантуется, т.е. существует некоторая минимальная порция заряда, которую дальше разделить нельзя.
9. Модели заряженных тел
10. Точечный заряд
Точечным зарядом называется материальная точка, обладающая зарядом.
Плотность точечного заряда может быть записана в виде формулы;
Здесь – радиус-вектор, определяющий положение точечного заряда; – дельта-функция Дирака.
То́чечный электри́ческий заря́д — электрический заряд, размерами носителя которого по сравнению с расстоянием, на котором рассматривается электростатическое взаимодействие, можно пренебречь. Именно для точечных зарядов сформулирован закон Кулона. Иногда также определяется как электрически заряженная материальная точка.
См. также
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Пробный заряд" в других словарях:
пробный заряд — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN test charge … Справочник технического переводчика
пробный заряд — bandomasis krūvis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Bandymui naudojamas krūvis. atitikmenys: angl. test charge vok. Probeladung, f; Versuchsladung, f rus. испытательный заряд, m; пробный заряд, m pranc. charge de test,… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
пробный заряд — bandomasis krūvis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. test charge vok. Probeladung, f; Versuchsladung, f rus. пробный заряд, m pranc. charge de test, f; charge d’essai, f … Fizikos terminų žodynas
испытательный заряд — bandomasis krūvis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Bandymui naudojamas krūvis. atitikmenys: angl. test charge vok. Probeladung, f; Versuchsladung, f rus. испытательный заряд, m; пробный заряд, m pranc. charge de test,… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ — раздел физики, охватывающий знания о статическом электричестве, электрических токах и магнитных явлениях. ЭЛЕКТРОСТАТИКА В электростатике рассматриваются явления, связанные с покоящимися электрическими зарядами. Наличие сил, действующих между… … Энциклопедия Кольера
Уравнения Максвелла — Классическая электродинамика … Википедия
Электрическое поле — Классическая электродинамика … Википедия
РЕАЛЬНОСТЬ ФИЗИЧЕСКАЯ — РЕАЛЬНОСТЬ ФИЗИЧЕСКАЯ понятие, характеризующее исходный эмпирический базис физических теорий, который различным образом фиксируется, моделируется, представляется на разных уровнях познавательного процесса. Термин “физическая реальность”… … Философская энциклопедия
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
Напряжённость электрического поля — Размерность LMT−3I−1 Единицы измерения СИ В/м Примечан … Википедия
Согласно современным представлениям, электромагнитное взаимодействие между телами осуществляется посредством поля. (Это представление лежит в основе так называемой классической электродинамики, к изучению которой мы приступаем. В квантовой теории все силы природы возникают в результате обмена частицами-переносчиками между взаимодействующими частицами. В случае электромагнитного взаимодействия такими частицами-переносчиками являются фотоны - кванты электромагнитного поля).
Определение заряда и напряженности электрического поля, как и любых других физических величин, сводится к указанию принципиального способа их измерения. Так как электромагнитные явления связаны с действием сил на заряженные тела, то именно силы могут быть положены в основу этих определений.
Для изучения действия сил на заряженные тела будем использовать пробный заряд.
Пробным зарядом называется электрически заряженное тело, удовлетворяющее следующим требованиям:
1) величина заряда должна быть настолько мала, чтобы практически не приводить к перераспределению электрического заряда на телах, поле которых исследуется с помощью пробного заряда;
2) размеры пробного заряда должны быть настолько малы, чтобы все его части были погружены в точки, где исследуемое поле одинаково (т.е. в области, занимаемой телом пробного заряда, исследуемое поле однородно).
Заряды, удовлетворяющие второму условию, называются точечными.
Рис.1.1. Действие заряженного тела на неподвижный в системе отсчета XY пробный заряд
Возьмем два таких пробных заряда и поместим их по очереди в одну и ту же точку пространства так, чтобы они покоились в соответствующей инерциальной системе отсчета (рис.1.1). Пусть и - силы, с которыми заряженные тела действуют на эти неподвижные пробные заряды. Обобщением опытных фактов является следующее утверждение: силы и имеют либо одинаковые, либо противоположные направления, а отношение их величин F1/F2 не зависит от выбора точки наблюдения (т.е. точки расположения пробного заряда). Поэтому ясно, что отношение F1/F2 служит мерой самих пробных зарядов, а не действия заряженных тел, и состояние электризации пробного заряда можно охарактеризовать скалярной величиной , определив его как
Из этого уравнения следуют два важных вывода:
1) приняв заряд какого-либо пробного тела за положительный единичный, из (1.1) можно найти величину второго заряда;
2) помещая данный пробный заряд q1 (например, тот, который выбран за положительную единицу) в разные точки пространства А, В, С, . и измеряя силы , действующие на него, когда он неподвижен, можно с помощью (1.1) определить силы , с которой будут действовать заряженные тела на любой другой неподвижный пробный заряд q2, помещаемый в эти точки. В самом деле, .
Другими словами, множество сил, действующих на единичный неподвижный пробный заряд во всех точках пространства данной системы отсчета, является силовым полем, которое в то же время предопределяет силу, действующую на любой другой заряд, неподвижный в этой системе отсчета.
Для описания силовых свойств электрического поля вводится напряженность электрического поля .
Векторная физическая величина, модуль которой численно равен силе, действующей на единичный положительный неподвижный пробный заряд, помещенный в некоторой точке наблюдения, а направление совпадает с направлением этой силы, называется напряженностью электрического поля в рассматриваемой точке наблюдения и обозначается вектором ,
Силу, действующую на любой другой заряд q, покоящийся в поле , на основании (1.1) и (1.2), представим в следующем векторном виде:
Неподвижность заряда q очень существенна, так как электромагнитное взаимодействие зависит не только от заряда тела, но и от скорости его движения. Электрическое же (а не электромагнитное) поле полностью описывает взаимодействие зарядов только по отношению к таким системам отсчета, где заряженные тела неподвижны.
Если вспомнить наш первый рис. (по выводу закону Кулона) и совместить начало вектора с положением заряда q1, который обозначим просто q, то на основании определения вектора и закона Кулона, запишем
Рис.1.3. Зависимость величины напряженности электрического поля точечного заряда от расстояния до точки наблюдения
На рис.1.3 приведена (в условных единицах) зависимость модуля напряженности электрического поля, созданного точечным зарядом, от расстояния между точечным зарядом и точкой наблюдения, фактически это график функции
которую легко получить из формулы (1.4), положив.
На рис.1.4 в некотором условном масштабе изображены поля векторов напряженности , созданные положительным и отрицательным электрическими точечными зарядами. Существенным недостатком такого способа изображения силового векторного поля является наложение векторов напряженности друг на друга, особенно вблизи источника. На рис.1.4 этого удалось избежать благодаря специальному выбору точек наблюдения, в которых изображены векторы поля.
Рис.1.4. Изображение векторного поля : а - положительного точечного заряда; б - отрицательного точечного заряда
Иногда для изображения силового поля удобнее использовать не векторы , а линии поля (силовые линии).
Напряженность электрического поля (М. Фарадей 1850 г)
Согласно современным представлениям, электромагнитное взаимодействие между телами осуществляется посредством поля. (Это представление лежит в основе так называемой классической электродинамики, к изучению которой мы приступаем. В квантовой теории все силы природы возникают в результате обмена частицами-переносчиками между взаимодействующими частицами. В случае электромагнитного взаимодействия такими частицами-переносчиками являются фотоны - кванты электромагнитного поля).
Определение заряда и напряженности электрического поля, как и любых других физических величин, сводится к указанию принципиального способа их измерения. Так как электромагнитные явления связаны с действием сил на заряженные тела, то именно силы могут быть положены в основу этих определений.
Для изучения действия сил на заряженные тела будем использовать пробный заряд.
Пробным зарядом называется электрически заряженное тело, удовлетворяющее следующим требованиям:
1) величина заряда должна быть настолько мала, чтобы практически не приводить к перераспределению электрического заряда на телах, поле которых исследуется с помощью пробного заряда;
2) размеры пробного заряда должны быть настолько малы, чтобы все его части были погружены в точки, где исследуемое поле одинаково (т.е. в области, занимаемой телом пробного заряда, исследуемое поле однородно).
Заряды, удовлетворяющие второму условию, называются точечными.
Рис.1.1. Действие заряженного тела на неподвижный в системе отсчета XY пробный заряд
Возьмем два таких пробных заряда и поместим их по очереди в одну и ту же точку пространства так, чтобы они покоились в соответствующей инерциальной системе отсчета (рис.1.1). Пусть и - силы, с которыми заряженные тела действуют на эти неподвижные пробные заряды. Обобщением опытных фактов является следующее утверждение: силы и имеют либо одинаковые, либо противоположные направления, а отношение их величин F1/F2 не зависит от выбора точки наблюдения (т.е. точки расположения пробного заряда). Поэтому ясно, что отношение F1/F2 служит мерой самих пробных зарядов, а не действия заряженных тел, и состояние электризации пробного заряда можно охарактеризовать скалярной величиной , определив его как
Из этого уравнения следуют два важных вывода:
1) приняв заряд какого-либо пробного тела за положительный единичный, из (1.1) можно найти величину второго заряда;
2) помещая данный пробный заряд q1 (например, тот, который выбран за положительную единицу) в разные точки пространства А, В, С, . и измеряя силы , действующие на него, когда он неподвижен, можно с помощью (1.1) определить силы , с которой будут действовать заряженные тела на любой другой неподвижный пробный заряд q2, помещаемый в эти точки. В самом деле, .
Другими словами, множество сил, действующих на единичный неподвижный пробный заряд во всех точках пространства данной системы отсчета, является силовым полем, которое в то же время предопределяет силу, действующую на любой другой заряд, неподвижный в этой системе отсчета.
Для описания силовых свойств электрического поля вводится напряженность электрического поля .
Векторная физическая величина, модуль которой численно равен силе, действующей на единичный положительный неподвижный пробный заряд, помещенный в некоторой точке наблюдения, а направление совпадает с направлением этой силы, называется напряженностью электрического поля в рассматриваемой точке наблюдения и обозначается вектором ,
Силу, действующую на любой другой заряд q, покоящийся в поле , на основании (1.1) и (1.2), представим в следующем векторном виде:
Неподвижность заряда q очень существенна, так как электромагнитное взаимодействие зависит не только от заряда тела, но и от скорости его движения. Электрическое же (а не электромагнитное) поле полностью описывает взаимодействие зарядов только по отношению к таким системам отсчета, где заряженные тела неподвижны.
Если вспомнить наш первый рис. (по выводу закону Кулона) и совместить начало вектора с положением заряда q1, который обозначим просто q, то на основании определения вектора и закона Кулона, запишем
Рис.1.3. Зависимость величины напряженности электрического поля точечного заряда от расстояния до точки наблюдения
На рис.1.3 приведена (в условных единицах) зависимость модуля напряженности электрического поля, созданного точечным зарядом, от расстояния между точечным зарядом и точкой наблюдения, фактически это график функции
которую легко получить из формулы (1.4), положив.
На рис.1.4 в некотором условном масштабе изображены поля векторов напряженности , созданные положительным и отрицательным электрическими точечными зарядами. Существенным недостатком такого способа изображения силового векторного поля является наложение векторов напряженности друг на друга, особенно вблизи источника. На рис.1.4 этого удалось избежать благодаря специальному выбору точек наблюдения, в которых изображены векторы поля.
Рис.1.4. Изображение векторного поля : а - положительного точечного заряда; б - отрицательного точечного заряда
Иногда для изображения силового поля удобнее использовать не векторы , а линии поля (силовые линии).
Пробный заряд q должен быть достаточно мал, чтобы электрическое поле существенно не менялось при введении этого пробного заряда. Если F измерено в динах, q - в электростатических единицах заряда, то Е выражено в динах на электростатическую единицу заряда. Напряженность электрического поля в любой точке есть векторная величина, направление которой совпадает с направлением силы, испытываемой положительным зарядом, помещенным в эту точку. Отрицательный заряд, помещенный в электрическое поле, будет испытывать действие силы, направление которой противоположно направлению электрического поля. [1]
Пробный заряд q должен быть мал по сравнению с зарядами, расположенными на других проводниках и диэлектриках, и не должен находиться слишком близко к местам неоднородности среды, например, к границам проводников и диэлектриков, чтобы обратное влияние зарядов, наводимых пробным телом, было мало. [2]
Пробный заряд должен быть настолько мал, чтобы его внесение в исследуемое поле не приводило к перераспределению зарядов, поле которых рассматривается. [3]
Точечным пробным зарядом называется заряженное тело, линейные размеры / которого весьма малы и заряд которого вследствие малости практически не искажает рассматриваемое поле. [5]
Наиболее подходящими пробными зарядами для исследования электрических полей внутри атомов являются а-частицы, испускаемые из радиоактивных веществ. Кл), массу та 6 664 - 1 ( Г кг и обладают высокой энергией, достаточной для проникновения в атомы вещества. [6]
На пробный заряд , помещенный в электростатическое поле точечного заряда, действует сила Кулона. [7]
Понятие пробный заряд означает, что заряд q0 не только сам не участвует в создании электрического поля, напряженность которого с его помощью определяется, но и столь мал, что своим присутствием не вызывает перераспределения в пространстве ( например, в проводнике) зарядов, создающих исследуемое поле, т.е. тем самым не искажает этого поля. [8]
Пусть пробный заряд е представляет собою небольшое заряженное произвольной формы тело А из металла или диэлектрика. Поле Е возбуждается, во-первых, свободным зарядом е пробного тела и, во-вторых, распределением связанных или индуцированных зарядов, которые возникают в нем под воздействием внешнего поля EQ. Результирующую силу, действующую на пробное тело А, можно вычислить с помощью формулы (34.2); тензор Т, по доказанному, к этой силе ничего не привносит. [9]
Если пробный заряд помещается на любом расстоянии от ядра в пределах электронной оболочки атома, то электростатическое воздействие характеризует эффективный заряд атома. Любой другой заряд частицы, не отвечающий реальному значению, называют формальным зарядом. Именно формальным зарядом оперируют всегда в химических формулах ионов и в уравнениях химических реакций. Формальный заряд приписывают свободному атому или чаще всего атому в составе молекулы после проведения над ними ряда условных операций. [10]
На пробный заряд q будет действовать сила Г, различная в разных точках поля, которая согласно закону Кулона будет пропорциональна величине пробного заряда дг. Поэтому, если мы возьмем отношение этой силы к величине пробного заряда, / 7 1 то эта величина уже не будет зависеть от выбора пробного заряда и будет характеризовать электрическое поле в той точке, где находится пробный заряд. [12]
Пусть пробный заряд е представляет собою небольшое заряженное произвольной формы тело А из металла или диэлектрика. Результирующую силу, действующую на пробное тело А, можно вычислить с помощью формулы (34.2); тензор Т, по доказанному, к этой силе ничего не привносит. [13]
Пусть пробный заряд е представляет собою небольшое заряженное произвольной формы тело А из металла или диэлектрика. Поле Е возбуждается, во-первых, свободным зарядом е пробного тела и, во-вторых, распределением связанных или индуцированных зарядов, которые возникают в нем под воздействием внешнего поля Ео. Результирующую силу, действующую на пробное тело А, можно вычислить с помощью формулы (34.2); тензор Т, по доказанному, к этой силе ничего не привносит. [14]
На пробный заряд , помещенный в электрическое поле, действует сила, которая зависит как от поля, так и от самого пробного заряда. [15]
Данный урок расскажет об экспериментально полученном законе электростатического взаимодействия заряженных тел, об отличительных особенностях сил при таком взаимодействии, от чего зависят величины этих сил, а также о возникающей в связи с этим новой характеристике любой среды – диэлектрической проницаемости. В итоге материал данного урока окажется знакомством с новым типом фундаментальных взаимодействий тел в природе.
Читайте также: