3.1.2. Ηλεκτρικό πεδίο

Να δώσετε ένα ορισμό για το ηλεκτρικό πεδίο.

Ηλεκτρικό πεδίο είναι ο χώρος μέσα στον οποίο ασκούνται ηλεκτρικές δυνάμεις, σε κάθε φορτίο που θα βρεθεί μέσα σε αυτόν.

Το ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται από το φορτίο <<πηγή>> δεν εξαρτάται από το φορτίο <<υπόθεμα>>.

Εξηγείστε γιατί η δύναμη δεν είναι κατάλληλο μέγεθος για να περιγράψει το ηλεκτρικό πεδίο.

Γιατί εξαρτάται και από το υπόθεμα

Ποιο μέγεθος είναι κατάλληλο για να περιγράψει το ηλεκτρικό πεδίο.

η ένταση Ε ηλεκτρικού πεδίου σε ένα σημείο

Πως ορίζεται η ένταση ηλεκτρικού πεδίου σε ένα σημείο, τύπος, μονάδες και φυσική της σημασία.

Ένταση ηλεκτρικού πεδίου σε ένα σημείο ονομάζεται το φυσικό διανυσματικό μέγεθος που εκφράζεται με το πηλίκο της δύναμης F που ασκείται σε κάθε φορτίο q (υπόθεμα) όταν βρεθεί σε ένα σημείο του πεδίου, προς το φορτίο αυτό.

Δηλαδή:

μέτρο:

Διεύθυνση: την διεύθυνση της δύναμης

Φορά: τη φορά της δύναμης όταν το φορτίο q είναι θετικό. .

Σημείο εφαρμογής:το σημείο που βρίσκεται το φορτίο q.

Μονάδα έντασης: 1 N / Cb.

Η ένταση δείχνει πόσο ισχυρό είναι το ηλεκτρικό πεδίο σε ένα σημείο.

Ποιο μέγεθος προϋπάρχει, η ένταση ή η δύναμη;

Η ένταση

Εξαρτάται η ένταση σε ένα σημείο από το <<υπόθεμα>>?

Όχι

Στον ορισμό της έντασης έχει καμιά σημασία αν πάρουμε θετικό ή αρνητικό υπόθεμα; (Γιατί συνήθως παίρνουμε θετικό υπόθεμα;)

Δεν έχει καμία σημασία. συνήθως παίρνουμε θετικό υπόθεμα για διευκόλυνση μας.

Τι ονομάζεται ηλεκτροστατικό πεδίο Coulomb; Να αποδειχθεί ο τύπος που μου δίνει την ένταση ηλεκτροστατικού πεδίου Coulomb. Από τι εξαρτάται η ένταση του ηλεκτροστατικού πεδίου Coulomb.

Έστω ότι έχω ένα σημειακό φορτίο + Q, τότε γύρω του υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο. Αυτό το πεδίο ονομάζεται ηλεκτροστατικό πεδίο Coulomb.

Αν σε ένα σημείο Α του πεδίου, που απέχει απόσταση r από το Q, τοποθετήσω ένα άλλο σημειακό φορτίο q (υπόθεμα) τότε από το πεδίο θα του ασκηθεί δύναμη:

σύμφωνα με τον ορισμό της έντασης:

Από (1) και (2) έχω:

Η σχέση αυτή μας λέει ότι η ένταση σε ένα σημείο Α που απέχει απόσταση r από σημειακό ηλεκτρικό φορτίο Q είναι ανάλογη προς το φορτίο Q και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης.

»

Να γίνει η γραφική παράσταση της έντασης σε συναρτήσει με την απόσταση r από το φορτίο Q

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΝΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΣΗΜΕΙΑΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ (Πεδίου Goulomb)

Θεωρείστε ένα σημειακό φορτίο Q. Σε ένα σημείο Α του πεδίου φέρνουμε ένα υπόθεμα q (θετικό)

· Από πού δέχεται δύναμη το q?

Από το ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργεί το Q.

Σχεδιάστε το διάνυσμα της δύναμης που δέχεται το q.

Υπολογίστε το μέτρο της δύναμης που δέχεται το υπόθεμα.

Σχεδιάστε το διάνυσμα της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου στο Α.

Υπολογίστε το μέτρο της έντασης στο Α.

Σχεδιάστε το διάνυσμα της έντασης σε διάφορα σημεία του ηλεκτρικού πεδίου.

Είναι δυνατό να περιγράψουμε το ηλεκτρικό πεδίο παραστατικά δηλαδή να το απεικονίσουμε;

Ναι με τις ηλεκτρικές δυναμικές γραμμές

Τι γνωρίζετε για τις ηλεκτρικές δυναμικές γραμμές;

Ηλεκτρική δυναμική γραμμή ονομάζεται κάθε γραμμή που έχει την ιδιότητα το διάνυσμα της εντάσεως του ηλεκτρικού πεδίου, να είναι εφαπτόμενο σε κάθε σημείο της.

Οι δυναμικές γραμμές μας δείχνουν:

ακριβώς πώς είναι το πεδίο (σαν μια ακτινογραφία),

Ποιες ιδιότητες των δυναμικών γραμμών του ηλεκτρικού πεδίου γνωρίζετε;

Είναι ανοιχτές, απομακρύνονται από τα θετικά φορτία και κατευθύνονται προς τα αρνητικά.

Όταν είναι πυκνές η ένταση του πεδίου έχει μεγάλο μέτρο (το πεδίο είναι ισχυρό), ενώ όταν είναι αραιές το πεδίο αδύνατο.

Δεν τέμνονται γιατί αν τέμνονταν, σε ένα σημείο θα είχαμε δύο εντάσεις του ηλεκτρικού πεδίου πράγμα που δεν ισχύει.

Να περιγράψετε με δυναμικές γραμμές τα παρακάτω ηλεκτρικά πεδία:

Ηλεκτρικό πεδίο γύρω από σημειακό φορτίο Q θετικό.

Ηλεκτρικό πεδίο γύρω από σημειακό φορτίο Q αρνητικό.

Ηλεκτρικό πεδίο γύρω από δύο φορτία +Q--Q

Ηλεκτρικό πεδίο γύρω από δύο φορτία +Q, +Q

Πώς θα κινηθεί ένα ηλεκτρικό φορτίο αν το αφήσουμε πάνω σε μια δυναμική γραμμή;

Αν είναι θετικό προς την φορά της δυναμικής γραμμής.

Τι ονομάζεται ομογενές και τι ανομοιογενές πεδίο ηλεκτρικό; Πως είναι οι δυναμικές γραμμές του καθενός;

Ομογενές ηλεκτρικό πεδίο ονομάζεται το πεδίο στο οποίο, σε κάθε σημείο του, το διάνυσμα της εντάσεως είναι σταθερό. Στο πεδίο αυτό οι δυναμικές γραμμές είναι παράλληλες.

Ανομοιογενές ηλεκτρικό πεδίο ονομάζεται το πεδίο στο οποίο η ένταση μεταβάλλεται από σημείο σε σημείο. Οι δυναμικές γραμμές δεν είναι παράλληλες.

Τι κίνηση θα κάνει ένα φορτίο q αν το αφήσουμε μέσα σε oμογενές ηλεκτρικό πεδίο;

Ομαλά επιταχυνόμενη, γιατί η ένταση και η δύναμη είναι σταθερές.

Τι κίνηση θα κάνει ένα φορτίο q αν το αφήσουμε μέσα σε ανομοιογενές ηλεκτρικό πεδίο;

Επιταχυνόμενη, γιατί η ένταση και η δύναμη δεν είναι σταθερές.

πατηστε εδω για ασκησεις εντασης