метод обучение за симулиране на електростатично поле

Lab E -1

Целта на работата. запознаване с един от методите за моделиране на електростатични полета, строителството и еквипотенциални силови линии, изчисляване и оценка на нейната изчислителна грешка интензивност.

В електростатично поле е особен вид материя: това се случва в пространството около фиксираните електрически заряди, и осигурява взаимодействието между заредени частици и органи. На електростатично поле във всяка точка се характеризира с мощност (интензитет) и енергия (потенциални) стойности.

Интензивност електростатично стойност polyavektornaya равна на силата, с която полето действа на фиксирана точка единица положителен тест заряд, поставен в дадена точка на полето:

Посоката на вектора съвпада с вектора на напрежението сила, действаща на положителен заряд.

Потенциална стойност електростатично поле  скалар е числено равно на потенциалната енергия на един положителен заряд точка на фиксираната проба, поставена в дадена точка на областта

Трябва да се отбележи, че практически смисъл, не е в състояние, както и потенциалната разлика

между различни точки на терена. Ето защо, когато говорим за потенциал поле в даден момент, се има предвид потенциалната разлика между този момент и на мястото, където потенциалът се съгласи да поеме нула.

За визуализиране на електростатични области, те обикновено са показани графично с помощта на вектора линии на напрежение (електрически линии) и еквипотенциални линии или повърхности. Всяка интензивност линия вектор се извършва така, че допирателната към нея при всяка точка съвпада с посоката на напрежение в този момент. Фактът, че допирателната като всяка права, има два взаимно противоположни посоки, не въвежда неяснота като линията на мощност се определя определена посока (от положителна на отрицателен заряд) са показани на фигурата със стрелка. По този начин, всяка точка на полето на вектора на електрически съответства на нейната интензивност. Ето защо, силови линии не се пресичат помежду си. (Ако те се пресичат, пресечната точка имаше две различни вектори

!).

Комбинирането в електростатично поле със същия потенциал точка, се получава изравняване на повърхност, или еквипотенциална повърхност. Пресичащо с равнината на чертежа, изравняване на повърхността формиране еквипотенциалните линии. Procherchivaya такива линии за различни стойности на потенциала да даде визуална представа за това как промените в потенциална сфера.

Преместете таксата за тест на равнопотенциален повърхност не изисква извършване на работа, тъй като потенциалът остава постоянна, т.е.

От друга страна, тази работа може да се намери по формулата

където  - ъгълът между векторите и(Фиг. 1.1).- вектор, перпендикулярна на изравняване на повърхността. Тъй като интензивността и таксата за изпитване е различен от нула, а след това на нула може да бъде равно tolkocos.

Фиг. 1.1. И еквипотенциалните линиите на електричното поле

Фиг. 1.2. Един пример за изграждане на електропроводи

Следователно, ъгълът  = 90 °. По този начин, силови линии са винаги перпендикулярни на ekvipotentsialnympoverhnostyam в техните точки на пресичане.

Фиг. 1.2 разрез равнина на електростатично поле на две противоположно заредени сфери. Електропроводи са привлечени тук от плътните линии и потенциалните линии - осеян.

Наречен хомогенно поле, ако векторът

навсякъде еднакви по сила и посока. линии областта на хомогенно поле са серия от паралелни линии, и изравняване на повърхността - перпендикулярна равнина към него. например апарат за получаване на еднородна електростатично поле служи като кондензатор плоча. Фиг. 1.2 област, обикновено еднакво, но е възможно да се разпредели част, където може да се счита приблизително еднаква.

Потенциалът на бързо развиващите се в нормалната посока

за изравняване на повърхността, така че можем да запишем

където град стойност vektornaya, посоката на която съвпада с бързото нарастване на потенциала. Това nazyvaetsyagradientom потенциална стойност. Между сила и от потенциална разлика във всяка точка на областта има връзка

ако

- потенциална разлика на две съседни еквипотенциалните линии и n между тях на разстояние, измерено по линия на сила, след това, като се използва приблизителното съотношение

Можете да намерите на величината на напрежението в района на област n.