Главная » Справочник » Начало. Основы.
§2. Электрическое поле. Закон Кулона.
§2. Электрическое поле. Закон Кулона.

Электрические заряды взаимодействуют между собой так, что разноименно заряженные тела притягиваются друг к другу, одноименно заряженные отталкиваются. Каждый заряд создает в окружающем его пространстве электрическое поле так, что взаимодействие заряженных тел происходит при посредстве электрического поля.
Электрическим полем называется материальная среда, в котором обнаруживается силовое действие на заряженные частицы или тела. Условно электрическое поле изображают в виде электрических силовых линий, направление которых совпадает с направлением сил, действующих в нем.
В зависимости от интенсивности поля силовые линии электрического поля изображают гуще или реже. Среду принято характеризовать особой величиной, называемой диэлектрической проницаемостью.
Абсолютная диэлектрическая проницаемость среды

ԑа=ԑо·εr,
где ԑо — электрическая постоянная, равной диэлектрической проницаемости вакуума (8,86 х 10-12 Ф/м);
εr — относительная диэлектрическая проницаемость — величина, показывающая, во сколько раз в данной среде электрические заряды взаимодействуют между собой слабее, чем в вакууме, и часто называется просто диэлектрической проницаемостью
значение диэлектрической проницаемости некоторых материалов приведены в таблице.

   Таблица 1.
Электрические свойства диэлектриков.

Изолирующие материалы
(диэлектрики)
 Диэлектрическая
проницаемость ε
Электрическая
прочность, кВ/см
 Воздух 1 30
 Кабельная бумага
 2,3 - 3,5
 60 - 90
 Трансформаторное масло
 2,0 - 2,5
 50 - 180
 Мрамор 8,3 20 - 30
 Парафин 2,0 - 2,2
 150 - 500
 Резина 3,5 100 - 150
Слюда
6,0 - 7,5
1200 - 2000
Стекло
5,5 - 10,0
100 - 400
Фарфор
3,0 - 7,5
60 - 100
Эбонит
2,0 - 3,5
80 - 100
   В случае наэлектризованного шара силовые линии совпадают с направлением радиусов этого шара.
При положительном заряде силовые линии направлены от наэлектризованного тела, при отрицательном — к наэлектризованному телу.
Сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов определяется Законом Кулона и направлена по прямой, соединяющей эти заряды (одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются).
    Закон Кулона гласит: сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов прямо пропорциональна произведению количества электричества в этих зарядах, обратно пропорциональна расстоянию между ними и зависит от среды, в которой находятся заряды, т.е.

F=Q1·Q2/(4πr² εа ),

где F- сила взаимодействия зарядов, Н (ньютон — 102 г силы);
Q1, Q2 — заряды, Кл (кулон содержит 6,3·10^18 зарядов электрона);
Кулон — количество электричества, протекающего через поперечное сечение проводника в одну секунду при неизменяющейся силе тока в 1А, т.е. Кл=А·с;
r — расстояние между зарядами, м;
εа — абсолютная диэлектрическая проницаемость среды, Ф/м.
     На основании закона Кулона можно сделать вывод, что с увеличением электрических зарядов сила из взаимодействия возрастает, а с увеличением расстояния между ними — уменьшается. Взаимодействие зарядов также зависит от среды, в которой они находятся. Если в вакууме заряды взаимодействуют с определенной силой, то в какой-либо среде, например в трансформаторном масле, сила взаимодействия между этими же зарядами уменьшится в 2-2,5 раза, так как увеличится диэлектрическая проницаемость среды.

Категория: Начало. Основы. |