Формули за електростатика и струја. Потенцијална енергија на интеракција на полнеж

Електрична спроводливост
Електричен отпор
Електрична импеданса Исто така види: Портал:Физика

Електростатика- дел од студијата за електрична енергија што ја проучува интеракцијата на стационарни електрични полнежи.

Помеѓу со исто именаелектризирани тела, се јавува електростатско (или Кулонов) одбивање и помеѓу различни имињанаелектризирано - електростатско привлекување. Феноменот на одбивање на слични полнежи лежи во основата на создавањето на електроскоп - уред за откривање електрични полнежи.

Електростатиката се заснова на законот на Кулон. Овој закон ја опишува интеракцијата на точкастите електрични полнежи.

Приказна

Основата на електростатиката е поставена со работата на Кулом (иако десет години пред него, истите резултати, дури и со уште поголема точност, ги добил и Кевендиш. Резултатите од работата на Кевендиш биле чувани во семејната архива и биле објавени само сто години подоцна); законот за електрични интеракции откриен од вториот им овозможи на Грин, Гаус и Поасон да создадат математички елегантна теорија. Најсуштинскиот дел од електростатиката е потенцијалната теорија, создадена од Грин и Гаус. Многу експериментални истражувања за електростатиката беа спроведени од Рис, чии книги во минатото претставуваа главен водич за проучување на овие феномени.

Диелектричната константа

Наоѓањето на вредноста на диелектричниот коефициент К на која било супстанција, коефициент вклучен во речиси сите формули со кои треба да се справиме во електростатиката, може да се направи на многу различни начини. Најчесто користени методи се следните.

1) Споредба на електричните капацитети на два кондензатори со иста големина и форма, но во едниот изолациониот слој е слој од воздух, во другиот - слој од диелектрикот што се тестира.

2) Споредба на привлечност помеѓу површините на кондензаторот, кога одредена потенцијална разлика се пренесува на овие површини, но во еден случај има воздух меѓу нив (атрактивна сила = F 0), во другиот случај, тест течниот изолатор ( привлечна сила = F). Коефициентот на диелектрик се наоѓа со формулата:

3) Набљудувања на електрични бранови (види Електрични вибрации) кои се шират по жиците. Според теоријата на Максвел, брзината на ширење на електричните бранови по жиците се изразува со формулата

во кој K го означува диелектричниот коефициент на медиумот што ја опкружува жицата, μ ја означува магнетната пропустливост на оваа средина. Можеме да ставиме μ = 1 за огромното мнозинство тела, и затоа излегува

Вообичаено, се споредуваат должините на стоечките електрични бранови што се појавуваат во делови од истата жица лоцирани во воздухот и во тест диелектрикот (течност). Откако ги утврдивме овие должини λ 0 и λ, добиваме K = λ 0 2 / λ 2. Според теоријата на Максвел, следува дека кога електричното поле е возбудено во која било изолациона супстанција, во оваа супстанца се јавуваат посебни деформации. По должината на индукционите цевки, изолациониот медиум е поларизиран. Во него се јавуваат електрични поместувања, кои може да се споредат со движењата на позитивната електрична енергија во насока на оските на овие цевки, а низ секој пресек на цевката поминува количина електрична енергија еднаква на

Теоријата на Максвел овозможува да се најдат изрази за оние внатрешни сили (сили на напнатост и притисок) кои се појавуваат во диелектриците кога во нив е возбудено електрично поле. Ова прашање прво го разгледал самиот Максвел, а подоцна подетално и Хелмхолц. Понатамошниот развој на теоријата за ова прашање и тесно поврзаната теорија на електрострикција (односно, теоријата која ги разгледува појавите кои зависат од појавата на посебни напони во диелектриците кога во нив е возбудено електрично поле) припаѓа на делата на Лорберг, Кирхоф, П. Духем, Н. Н. Шилер и некои други

Гранични услови

Нека во точките P 1 и P 2 лоцирани бесконечно блиску до површината S на двете страни од неа, големините на потенцијалите се изразени преку V 1 и V 2 , а величините на силите што ги доживува единица позитивна електрична енергија поставена на овие точки преку F 1 и F 2. Тогаш за точка P што лежи на самата површина S, мора да има V 1 = V 2,

ако ds претставува бесконечно мало поместување по линијата на пресек на тангентата рамнина на површината S во точката P со рамнината што минува низ нормалата на површината во оваа точка и низ насоката на електричната сила во неа. Од друга страна, треба да биде

Да го означиме со ε 2 аголот направен од силата F2 со нормалната n2 (внатре во вториот диелектрик), а со ε 1 аголот направен од силата F 1 со истата нормална n 2 Потоа, користејќи ги формулите (31) и (30), откриваме

Така, на површината што одвојува два диелектрика еден од друг, електричната сила претрпува промена во нејзината насока, како светлосен зрак што влегува од една средина во друга. Оваа последица на теоријата е оправдана со искуство.

исто така види

Електростатско празнење

Литература

Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М.Теорија на теренот. - 7. издание, ревидирана. - М.: Наука, 1988. - 512 стр. - („Теоретска физика“, том II). - ISBN 5-02-014420-7
Матвеев А.Н.Електрична енергија и магнетизам. М.: Виша школа, 1983 година.
Тунел М.-А.Основи на електромагнетизмот и теоријата на релативноста. Пер. од фр. М.: Странска литература, 1962. 488 стр.
Боргман, „Основи на доктрината за електрични и магнетни феномени“ (том I);
Максвел, „Трактат за електрична енергија и магнетизам“ (том I);
Поенкаре, „Electricité et Optique“;
Видеман, „Die Lehre von der Elektricität“ (том I);

Врски

Константин Богданов.Што може да направи електростатиката // Квантна. - М.: Биро Квант, 2010. - бр.2.

Белешки

Главни делови

Каде Ф- модул на силата на интеракција на две точки полнежи со големина q 1 и q 2 , р- растојание помеѓу полнењата,  - диелектрична константа на медиумот,  0 - диелектрична константа.

Јачина на електричното поле

Каде - сила која делува на точкаст полнеж q 0 , поставен на дадена точка во полето.

Јачина на полето на точка полнење (модуло)

Каде р- растојание од полнење qдо точката во која се одредува напнатоста.

Јачина на полето создадена од систем на точки полнежи (принцип на суперпозиција на електрични полиња)

Каде - интензитет во дадена точка од полето создадено од i-тото полнење.

Модул на јачината на полето создаден од бесконечна рамномерно наполнета рамнина:

Каде
- густина на површинскиот полнеж.

Модул на јачина на полето на рамен кондензатор во неговиот среден дел

Формулата е валидна ако растојанието помеѓу плочите е многу помало од линеарните димензии на кондензаторските плочи.

Напнатост поле создадено од бесконечно долга рамномерно наполнета нишка (или цилиндар) на растојание род модулот на оската на конецот или цилиндарот:

Каде
- линеарна густина на полнеж.

а) низ произволна површина поставена во нерамномерно поле

Каде  - агол помеѓу векторот на затегнување и нормално на површински елемент, dS- површина на површинскиот елемент, Е n- проекција на векторот на затегнување на нормалата;

б) низ рамна површина поставена во еднообразно електрично поле:

в) низ затворена површина:

каде што се врши интеграција на целата површина.

Гаусова теорема. Проток на вектор на затегнување низ која било затворена површина Седнаков на алгебарскиот збир на обвиненија q 1 , q 2 ... q n, покриена со оваа површина, поделена со    0 .

Флуксот на векторот на електричното поместување се изразува слично на флуксот на векторот на јачината на електричното поле:

а) тече низ рамна површина ако полето е еднолично

б) во случај на нерамномерно поле и произволна површина

Каде Д n- векторска проекција во насока на нормалата на површинскиот елемент чија плоштина е еднаква на dS.

Гаусова теорема. Вектор на електрична индукција тече низ затворена површина С, покривајќи ги трошоците q 1 , q 2 ... q n, е еднаков

Каде n- бројот на полнежи содржани во затворена површина (наплаќа со свој знак).

Потенцијална енергија на систем од две точки полнења ПИ qпод услов да В = 0, пронајден со формулата:

W=
,

Каде р- растојание помеѓу полнењата. Потенцијалната енергија е позитивна кога заемнодејствуваат слични полнежи и негативна кога заемножуваат различни полнежи.

Потенцијал на електрично поле создаден од точкаст полнеж Пна растојание р

 =
,

Потенцијал на електрично поле создаден од метална сфера со радиус Р, носење полнење П:

 =
(r ≤ Р; поле внатре и на површината на сферата),

 =
(р > Р; поле надвор од сферата).

Потенцијал на електрично поле создаден од системот nточките полнежи во согласност со принципот на суперпозиција на електрични полиња е еднаков на алгебарскиот збир на потенцијалите  1 ,  2 ,…,  n, создадени од трошоци q 1 , q 2 , ..., q nво дадена точка на теренот

 = .

Односот помеѓу потенцијалите и напнатоста:

а) воопшто = -qrad или =
;

б) во случај на еднообразно поле

Е =
,

Каде г- растојание помеѓу еквипотенцијални површини со потенцијали  1 И  2 по должината на далноводот;

в) во случај на поле со централна или аксијална симетрија

каде е изводот се зема по линијата на силата.

Работа направена од теренски сили за да се премести полнењето qод точка 1 до точка 2

A = q( 1 -  2 ),

Каде (  1 -  2 ) - потенцијална разлика помеѓу почетната и завршната точка на полето.

Потенцијалната разлика и јачината на електричното поле се поврзани со релациите

( 1 -  2 ) =
,

Каде Е д- проекција на векторот на затегнување кон правецот на движење дл.

Електричниот капацитет на изолираниот проводник се одредува според односот на полнежот qна спроводникот до проводниот потенцијал  .

Капацитет на кондензаторот:

Каде (  1 -  2 ) = У- потенцијална разлика (напон) помеѓу плочите на кондензаторот; q- модул за полнење на една кондензаторска плоча.

Електричен капацитет на спроводна топка (сфера) во SI

c = 4 0 Р,

Каде Р- радиус на топката,  - релативна диелектрична константа на медиумот;  0 = 8,8510 -12 F/m.

Електричен капацитет на рамен кондензатор во системот SI:

Каде С- површина од една чинија; г- растојание помеѓу плочите.

Електричен капацитет на сферичен кондензатор (две концентрични сфери со радиуси Р 1 И Р 2 , просторот меѓу кој е исполнет со диелектрик, со диелектрична константа  ):

Електричен капацитет на цилиндричен кондензатор (должина на два коаксијални цилиндри ли радиуси Р 1 И Р 2 , просторот меѓу кој е исполнет со диелектрик со диелектрична константа  )

Капацитет на батеријата од nкондензатори поврзани во серија се определува со односот

Последните две формули се применливи за одредување на капацитетот на повеќеслојните кондензатори. Распоредот на слоевите паралелни со плочите одговара на сериското поврзување на еднослојните кондензатори; ако границите на слоевите се нормални на плочите, тогаш се смета дека има паралелно поврзување на еднослојни кондензатори.

Потенцијална енергија на систем на стационарни точки полнежи

Еве  јас- потенцијал на полето создаден на местото каде што се наоѓа полнењето q јас, сите давачки освен јас- оди; n- вкупен број на давачки.

Волуметриска густина на енергијата на електричното поле (енергија по единица волумен):

 =
= = ,

Каде Д- големината на векторот на електричното поместување.

Еднообразна енергија на полето:

W= В.

Нееднаква енергија на полето:

W=
.

Електростатиката е гранка на физиката која го проучува електростатското поле и електричните полнежи.

Електростатско (или Кулонов) одбивање се јавува помеѓу слично наелектризирани тела, а електростатското привлекување се јавува помеѓу спротивно наелектризираните тела. Феноменот на одбивање на слични полнежи лежи во основата на создавањето на електроскоп - уред за откривање електрични полнежи.

Основата на електростатиката е поставена со работата на Кулом (иако десет години пред него, истите резултати, дури и со уште поголема точност, ги добил и Кевендиш. Резултатите од работата на Кевендиш биле чувани во семејната архива и биле објавени само сто години подоцна); законот за електрични интеракции откриен од вториот им овозможи на Грин, Гаус и Поасон да создадат математички елегантна теорија. Најсуштинскиот дел од електростатиката е потенцијалната теорија создадена од Грин и Гаус. Многу експериментални истражувања за електростатиката беа спроведени од Рис, чии книги во минатото претставуваа главен водич за проучување на овие феномени.

Експериментите на Фарадеј, извршени во првата половина на триесеттите години на 19 век, требаше да предизвикаат радикална промена во основните принципи на доктрината за електрични феномени. Овие експерименти покажаа дека она што се сметаше дека е целосно пасивно поврзано со електричната енергија, имено, изолационите материи или, како што ги нарече Фарадеј, диелектриците, е од одлучувачко значење во сите електрични процеси и, особено, во електрификацијата на самите проводници. Овие експерименти открија дека супстанцијата на изолациониот слој помеѓу двете површини на кондензаторот игра важна улога во вредноста на електричната капацитивност на тој кондензатор. Замената на воздухот, како изолационен слој помеѓу површините на кондензаторот, со некој друг течен или цврст изолатор го има истиот ефект врз електричниот капацитет на кондензаторот како соодветно намалување на растојанието помеѓу овие површини додека го одржува воздухот како изолатор. При замена на слој од воздух со слој од друг течен или цврст диелектрик, електричниот капацитет на кондензаторот се зголемува за K пати. Оваа вредност на К Фарадеј ја нарекува индуктивен капацитет на даден диелектрик. Денес, вредноста К обично се нарекува диелектрична константа на оваа изолациона супстанција.

Истата промена на електричниот капацитет се јавува кај секое поединечно спроводно тело кога ова тело се пренесува од воздух на друг изолационен медиум. Но, промената на електричниот капацитет на телото повлекува промена во количината на полнење на ова тело при даден потенцијал на него, а исто така и обратно, промена на потенцијалот на телото при даден полнеж. Во исто време, ја менува електричната енергија на телото. Значи, важноста на изолациониот медиум во кој се сместени наелектризираните тела или што ги одвојува површините на кондензаторот е исклучително значајна. Изолационата супстанција не само што го задржува електричното полнење на површината на телото, туку влијае и на електричната состојба на самата втора. Ова е заклучокот до кој доведоа експериментите на Фарадеј. Овој заклучок беше сосема конзистентен со основниот став на Фарадеј за електричните дејства.

Според хипотезата на Кулон, електричните дејства помеѓу телата се сметале како дејства што се случуваат на далечина. Се претпоставуваше дека два полнежи q и q“, ментално концентрирани на две точки одвоени една од друга со растојание r, се одбиваат или се привлекуваат по правецот на линијата што ги поврзува овие две точки, со сила одредена со формулата

Покрај тоа, коефициентот C зависи исклучиво од единиците што се користат за мерење на величините q, r и f. Природата на медиумот во кој се наоѓаат овие две точки со полнежи q и q се претпоставуваше дека нема никаква важност и не влијае на вредноста на f. Фарадеј имаше сосема поинаков став за ова. Според него, само електрифицирано тело врши очигледен ефект врз друго тело, кое се наоѓа на одредено растојание од него; всушност, наелектризираното тело предизвикува само посебни промени во изолациониот медиум во контакт со него, кои во овој медиум се пренесуваат од слој до слој, конечно стигнувајќи до слојот директно. во непосредна близина на другото тело што се разгледува и произведува таму, што се чини дека е директно дејство на првото тело на второто преку медиумот што ги одвојува.Со таков поглед на електричните дејства, Кулоновиот закон, изразен со горната формула, може само служат за опишување на она што го дава набљудувањето и на ниту еден начин не го изразува вистинскиот процес што се случува во овој случај.Тогаш станува јасно дека генерално електричните дејства се менуваат кога се менува изолациониот медиум, бидејќи во овој случај деформациите што се јавуваат во просторот помеѓу треба да се променат и две наелектризирани тела кои очигледно делуваат едно на друго. Кулоновиот закон, така да се каже, кој го опишува феноменот надворешно, мора да се замени со друг, кој вклучува карактеристика на природата на изолациониот медиум. За изотропна и хомогена средина, Кулоновиот закон, како што покажа понатамошното истражување, може да се изрази со следнава формула:

Овде К го означува она што се нарекува над диелектричната константа на дадена изолациона средина. Вредноста на K за воздухот е еднаква на единството, т.е. за воздухот, интеракцијата помеѓу две точки со полнежи q и q" се изразува како што Кулон го прифатил.

Според основната идеја на Фарадеј, околниот изолационен медиум или, подобро, оние промени (поларизација на медиумот) што се појавуваат во етерот што го пополнува овој медиум под влијание на процесот што ги доведува телата во електрична состојба претставуваат причина за сите електрични дејства што ги набљудуваме. Според Фарадеј, самата електрификација на спроводниците на нивната површина е само последица на влијанието на поларизираната средина врз нив. Изолациониот медиум е во напрегана состојба. Врз основа на многу едноставни експерименти, Фарадеј дошол до заклучок дека кога електричната поларизација е возбудена во кој било медиум, кога електричното поле, како што велат сега, е возбудено, во овој медиум треба да има напнатост по линиите на сила (линија на сила е права на која тангентите се совпаѓаат со насоките на електричните сили кои ги доживува позитивниот електрицитет замислен во точките лоцирани на оваа линија) и мора да има притисок во правци нормални на линиите на силата. Таква нагласена состојба може да биде предизвикана само кај изолаторите. Проводниците не се способни да доживеат таква промена во нивната состојба, не се јавуваат никакви нарушувања кај нив; и само на површината на таквите спроводни тела, т.е., на границата помеѓу спроводникот и изолаторот, поларизираната состојба на изолациониот медиум станува забележлива, таа се изразува во очигледната дистрибуција на електрична енергија на површината на проводниците. Значи, електрифицираниот проводник е, како што беше, поврзан со околниот изолационен медиум. Од површината на овој наелектризиран проводник, како да се шират линии на сила, а овие линии завршуваат на површината на друг спроводник, кој видливо изгледа дека е покриен со електрицитет со спротивен знак. Ова е сликата што Фарадеј си ја насликал за да ги објасни феномените на електрификација.

Учењата на Фарадеј не беа брзо прифатени од физичарите. Експериментите на Фарадеј дури и во шеесетите се сметаа дека не даваат право да преземат каква било значајна улога на изолаторите во процесите на електрификација на проводниците. Дури подоцна, по појавата на извонредните дела на Максвел, идеите на Фарадеј почнаа се повеќе и повеќе да се шират меѓу научниците и конечно беа препознаени како целосно конзистентни со фактите.

Овде е соодветно да се забележи дека уште во шеесетите проф. Ф. Н. Шведов, врз основа на неговите експерименти, многу жестоко и убедливо ја докажа исправноста на основните принципи на Фарадеј во однос на улогата на изолаторите. Всушност, сепак, многу години пред работата на Фарадеј, веќе беше откриен ефектот на изолаторите врз електричните процеси. Назад во раните 70-ти на 18 век, Кевендиш го набљудувал и многу внимателно го проучувал значењето на природата на изолациониот слој во кондензаторот. Експериментите на Кевендиш, како и последователните експерименти на Фарадеј, покажаа зголемување на електричниот капацитет на кондензаторот кога слојот воздух во овој кондензатор се замени со слој од некој цврст диелектрик со иста дебелина. Овие експерименти дури овозможуваат да се одредат нумеричките вредности на диелектричните константи на некои изолациони супстанции, а овие вредности се покажаа релативно малку различни од оние што беа пронајдени неодамна со употреба на понапредни мерни инструменти. Но, ова дело на Кевендиш, како и неговите други истражувања за електричната енергија, кои го доведоа до воспоставување на законот за електрични интеракции, идентичен со законот објавен во 1785 година од Кулон, останаа непознати до 1879 година. Само оваа година беа направени мемоарите на Кевендиш јавност од Максвел, кој ги повтори речиси сите експерименти на Кевендиш и кој даде многу, многу вредни инструкции за нив.

Потенцијал

Како што споменавме погоре, основата на електростатиката, сè до појавата на делата на Максвел, се засноваше на законот на Кулон:

Претпоставувајќи C = 1, т.е., кога се изразува количината на електрична енергија во таканаречената апсолутна електростатска единица на системот CGS, овој Кулонов закон го добива изразот:

Оттука, потенцијалната функција или, поедноставно, потенцијалот во точка чии координати се (x, y, z), се одредува со формулата:

Во кој интегралот се протега на сите електрични полнежи во даден простор, а r го означува растојанието на елементот за полнење dq до точката (x, y, z). Означувајќи ја површинската густина на електричната енергија на наелектризираните тела со σ, а волуметриската густина на електричната енергија во нив со ρ, имаме

Овде dS го означува елементот на површината на телото, (ζ, η, ξ) - координатите на елементот за волумен на телото. Проекциите на координатните оски на електричната сила F што ги доживува единица позитивна електрична енергија во точката (x, y, z) се наоѓаат според формулите:

Површините во сите точки од кои V = константа се нарекуваат еквипотенцијални површини или, поедноставно, рамни површини. Линиите ортогонални на овие површини се електрични линии на сила. Просторот во кој може да се детектираат електричните сили, односно во кои линии на сила може да се конструираат се нарекува електрично поле. Силата што ја доживува единицата електрична енергија во која било точка на ова поле се нарекува напон на електричното поле во таа точка. Функцијата V ги има следните својства: таа е недвосмислена, конечна и континуирана. Исто така, може да се постави така што станува 0 во точките лоцирани на бесконечно растојание од дадена дистрибуција на електрична енергија. Потенцијалот ја задржува истата вредност на сите точки на кое било спроводно тело. За сите точки на земјината топка, како и за сите метални спроводници поврзани со земјата, функцијата V е еднаква на 0 (во исто време, не се обрнува внимание на феноменот Волта, кој беше објавен во написот Електрификација). Означувајќи ја со F големината на електричната сила што ја доживува единица позитивна електрична енергија во одреден момент на површината S, заградувајќи дел од просторот, и со ε аголот формиран од насоката на оваа сила со надворешната нормала на површината S во истиот момент имаме

Во оваа формула, интегралот се протега на целата површина S, а Q ја означува алгебарската сума на количините на електрична енергија содржани во затворената површина S. Равенството (4) изразува теорема позната како Гаусова теорема. Истовремено со Гаус, истата еднаквост ја добил и Грин, поради што некои автори оваа теорема ја нарекуваат теорема на Грин. Од теоремата на Гаус може да се изведе како последица,

овде ρ ја означува волуметриската густина на електричната енергија во точката (x, y, z);

оваа равенка се однесува на сите точки каде што нема електрична енергија

Овде Δ е Лапласовиот оператор, n1 и n2 ги означуваат нормите во точка на која било површина на која површинската густина на електричната енергија е σ, нормалите нацртани во една или друга насока од површината. Од Поасоновата теорема произлегува дека за спроводливо тело во кое V = константа во сите точки, мора да има ρ = 0. Според тоа, изразот за потенцијалот има форма

Од формулата што ја изразува граничната состојба, односно од формулата (7), произлегува дека на површината на спроводникот

Покрај тоа, n ја означува нормалата на оваа површина, насочена од проводникот во изолациониот медиум во непосредна близина на овој проводник. Од истата формула се заклучува

Овде Fn ја означува силата што ја доживува единица со позитивен електрицитет сместена во точка бесконечно блиску до површината на спроводникот, имајќи на таа локација површинска густина на електрична енергија еднаква на σ. Силата Fn е насочена нормално на површината на оваа локација. Силата што ја доживува единицата позитивна електрична енергија сместена во самиот електричен слој на површината на проводникот и насочена по надворешната нормала на оваа површина се изразува преку

Оттука, електричниот притисок искусен во насока на надворешната нормала од секоја единица од површината на наелектризираниот проводник се изразува со формулата

Горенаведените равенки и формули овозможуваат да се извлечат многу заклучоци поврзани со прашањата разгледани во E. Но, сите тие можат да се заменат со уште поопшти ако го искористиме она што е содржано во теоријата на електростатика дадена од Максвел.

Максвелова електростатика

Како што споменавме погоре, Максвел беше толкувач на идеите на Фарадеј. Тој ги стави овие идеи во математичка форма. Основата на теоријата на Максвел не лежи во законот на Кулон, туку во прифаќањето на хипотезата, која се изразува во следната еднаквост:

Овде интегралот се протега на која било затворена површина S, F ја означува големината на електричната сила што ја доживува единицата електрична енергија во центарот на елементот на оваа површина dS, ε го означува аголот формиран од оваа сила со надворешната нормална на површината елементот dS, K го означува диелектричниот коефициент на медиумот во непосредна близина на елементот dS, а Q ја означува алгебарската сума на количините на електрична енергија содржани во површината S. Последиците од изразот (13) се следните равенки:

Овие равенки се поопшти од равенките (5) и (7). Тие се однесуваат на случајот на кој било изотропен изолационен медиум. Функција V, која е генерален интеграл на равенката (14) и истовремено ја задоволува равенката (15) за која било површина што одвојува две диелектрични медиуми со диелектрични коефициенти K 1 и K 2, како и условот V = константа. за секој проводник лоциран во електричното поле што се разгледува, го претставува потенцијалот во точката (x, y, z). Од изразот (13) исто така следува дека привидната интеракција на два полнежи q и q 1 лоцирани на две точки лоцирани во хомогена изотропна диелектрична средина на растојание r една од друга може да се претстави со формулата

Односно, оваа интеракција е обратно пропорционална со квадратот на растојанието, како што треба да биде според законот на Кулом. Од равенката (15) добиваме за спроводникот:

Овие формули се поопшти од горенаведените (9), (10) и (12).

е израз на протокот на електричната индукција низ елементот dS. Со цртање линии низ сите точки на контурата на елементот dS, кои се совпаѓаат со насоките на F во овие точки, добиваме (за изотропна диелектрична средина) индукциона цевка. За сите пресеци на таква индукциона цевка, која не содржи електрична енергија во себе, треба да биде, како што следува од равенката (14),

KFCos ε dS = константа

Не е тешко да се докаже дека ако во кој било систем на тела електричните полнежи се во рамнотежа кога густините на електричната енергија се, соодветно, σ1 и ρ1 или σ 2 и ρ 2, тогаш полнежите ќе бидат во рамнотежа дури и кога густините се σ = σ 1 + σ 2 и ρ = ρ 1 + ρ 2  (принципот на собирање полнежи кои се во рамнотежа). Подеднакво лесно е да се докаже дека под дадени услови може да има само една дистрибуција на електрична енергија во телата што го сочинуваат секој систем.

Својството на спроводлива затворена површина во врска со земјата се покажува како многу важна. Таквата затворена површина е екран, заштита за целиот простор затворен во него, од влијанието на какви било електрични полнежи сместени на надворешната страна на површината. Како резултат на тоа, електрометрите и другите електрични мерни инструменти обично се опкружени со метални куќишта поврзани со земјата. Експериментите покажуваат дека за такви електр Нема потреба да се користи цврст метал за екрани, сосема е доволно овие екрани да се конструираат од метална мрежа или дури и од метални решетки.

Систем на наелектризирани тела има енергија, односно има способност да изврши одредена количина на работа при целосно губење на неговата електрична состојба. Во електростатиката, следниов израз е изведен за енергијата на систем од наелектризирани тела:

Во оваа формула, Q и V означуваат, соодветно, секое количество електрична енергија во даден систем и потенцијалот на местото каде што се наоѓа оваа количина; знакот ∑ покажува дека мора да го земеме збирот на производите VQ за сите количини Q на даден систем. Ако системот на тела е систем на спроводници, тогаш за секој таков проводник потенцијалот има иста вредност во сите точки на овој проводник, и затоа во овој случај изразот за енергија добива форма:

Овде 1, 2.. n се иконите на различни проводници што го сочинуваат системот. Овој израз може да се замени со други, имено, електричната енергија на системот на спроводливи тела може да се претстави или во зависност од полнежите на овие тела или во зависност од нивните потенцијали, односно за оваа енергија може да се применат изразите:

Во овие изрази, различните коефициенти α и β зависат од параметрите што ги одредуваат позициите на спроводните тела во даден систем, како и нивните форми и големини. Во овој случај, коефициентите β со две идентични икони, како β11, β22, β33 итн., го претставуваат електричниот капацитет (видете Електричен капацитет) на телата означени со овие икони, коефициентите β со две различни икони, како што се β12, β23 , β24 итн., ги претставуваат коефициентите на меѓусебна индукција на две тела, чии икони се до овој коефициент. Имајќи израз за електрична енергија, добиваме израз за силата што ја доживува секое тело, чиј симбол е i, а од чие дејство параметарот si, кој служи за одредување на положбата на ова тело, добива зголемување. Изразот на оваа сила ќе биде

Електричната енергија може да се претстави на друг начин, имено, преку

Во оваа формула, интеграцијата се протега на целиот бесконечен простор, F ја означува големината на електричната сила што ја доживува единица позитивна електрична енергија во точка (x, y, z), т.е. напонот на електричното поле во таа точка и K го означува коефициентот на диелектрик во истата точка. Со овој израз на електричната енергија на системот на спроводливи тела, оваа енергија може да се смета за дистрибуирана само во изолационите медиуми, а уделот на диелектричниот елемент dxdyds отпаѓа на енергијата

Изразот (26) е целосно конзистентен со ставовите за електричните процеси кои беа развиени од Фарадеј и Максвел.

Исклучително важна формула во електростатиката е формулата на Грин, имено:

Во оваа формула, двата тројни интеграли се протегаат на целиот волумен на кој било простор А, двојните интеграли на сите површини што го ограничуваат овој простор, ∆V и ∆U ги означуваат збировите на вторите изводи на функциите V и U во однос на x, y , z; n е нормалата на елементот dS на граничната површина, насочена внатре во просторот А.

Примери

Пример 1

Како посебен случај на формулата на Грин, добиваме формула која ја изразува горната теорема на Гаус. Во Енциклопедискиот речник не е соодветно да се допираат прашања за законите за дистрибуција на електрична енергија на различни тела. Овие прашања претставуваат многу тешки проблеми на математичката физика, а за решавање на ваквите проблеми се користат различни методи. Овде го прикажуваме само за едно тело, имено, за елипсоид со полуоски a, b, c, изразот за површинската густина на електричната енергија σ во точката (x, y, z). Ние најдовме:

Овде Q ја означува целата количина на електрична енергија што се наоѓа на површината на овој елипсоид. Потенцијалот на таков елипсоид во одреден момент на неговата површина, кога има хомогена изотропна изолациона средина со диелектричен коефициент К околу елипсоидот, се изразува преку

Електричниот капацитет на елипсоидот се добива од формулата

Пример 2

Користејќи ја равенката (14), претпоставувајќи само ρ = 0 и K = константа во неа, и формулата (17), можеме да најдеме израз за електричната капацитивност на рамен кондензатор со заштитен прстен и заштитна кутија, изолациониот слој во кој има диелектричен коефициент К. Вака изгледа изразот

Овде S ја означува големината на собирната површина на кондензаторот, D е дебелината на неговиот изолационен слој. За кондензатор без заштитен прстен и заштитна кутија, формулата (28) ќе даде само приближен израз на електричниот капацитет. За електричниот капацитет на таков кондензатор, дадена е формулата на Кирхоф. Па дури и за кондензатор со заштитен прстен и кутија, формулата (29) не претставува целосно строг израз на електричниот капацитет. Максвел ја посочи корекцијата што мора да се направи на оваа формула за да се добие поригорозен резултат.

Енергијата на рамен кондензатор (со заштитен прстен и кутија) се изразува преку

Овде V1 и V2 се потенцијалите на спроводните површини на кондензаторот.

Пример 3

За сферичен кондензатор, изразот за електричен капацитет се добива:

Во кои R 1 и R 2 ги означуваат радиусите на внатрешната и надворешната спроводна површина на кондензаторот, соодветно. Користејќи го изразот за електрична енергија (формула 22), лесно се утврдува теоријата на апсолутни и квадрантни електрометри

1) Споредба на електричните капацитети на два кондензатори кои имаат иста големина и форма, но во кои изолациониот слој на едниот е слој од воздух, а другиот е слој од диелектрикот што се тестира.

2) Споредба на привлечност помеѓу површините на кондензаторот, кога на овие површини им се дава одредена потенцијална разлика, но во едниот случај има воздух меѓу нив (атрактивна сила = F 0), во другиот случај - тест течниот изолатор (привлечен сила = F). Коефициентот на диелектрик се наоѓа со формулата:

Во кој K го означува диелектричниот коефициент на медиумот што ја опкружува жицата, μ ја означува магнетната пропустливост на оваа средина. Можеме да ставиме μ = 1 за огромното мнозинство тела, и затоа излегува

Вообичаено, се споредуваат должините на стоечките електрични бранови што се појавуваат во делови од истата жица лоцирани во воздухот и во тест диелектрикот (течност). Откако ги утврдивме овие должини λ 0 и λ, добиваме K = λ 0 2 / λ 2. Според теоријата на Максвел, следува дека кога електричното поле е возбудено во која било изолациона супстанција, во оваа супстанца се јавуваат посебни деформации. По должината на индукционите цевки, изолациониот медиум е поларизиран. Во него се јавуваат електрични поместувања, кои може да се споредат со движењата на позитивната струја по оските на овие цевки, а низ секој пресек на цевката поминува количина на електрична енергија еднаква на

Теоријата на Максвел овозможува да се најдат изрази за оние внатрешни сили (сили на напнатост и притисок) кои се појавуваат во диелектриците кога во нив е возбудено електрично поле. Ова прашање прво го разгледал самиот Максвел, а подоцна подетално и Хелмхолц. Понатамошниот развој на теоријата на ова прашање и тесно поврзаната теорија на електрострикција (т.е. теоријата која ги разгледува појавите кои зависат од појавата на посебни напони во диелектриците кога во нив е возбудено електрично поле) припаѓа на делата на Лорберг, Кирхоф. , Duhem, N. N. Schiller и некои други

Гранични услови

Дозволете ни да ја завршиме нашата кратка презентација на најзначајните аспекти на електрострикцијата со разгледување на прашањето за рефракција на индукционите цевки. Да замислиме два диелектрика во електрично поле, одделени еден од друг со некоја површина S, со диелектрични коефициенти K 1 и K 2. Нека во точките P 1 и P 2 лоцирани бесконечно блиску до површината S на двете страни од неа, големините на потенцијалите се изразени преку V 1 и V 2 , а величините на силите што ги доживува единица позитивна електрична енергија поставена на овие точки преку F 1 и F 2. Тогаш за точка P што лежи на самата површина S, мора да има V 1 = V 2,

Да го означиме со ε 2 аголот направен од силата F 2 со нормалната n 2 (внатре во вториот диелектрик), а со ε 1 аголот направен од силата F 1 со истата нормална n 2 Потоа, користејќи формули (31 ) и (30), наоѓаме

Материјал од Википедија - слободната енциклопедија

Дури и во Античка Грција, беше забележано дека килибарот намачкан со крзно почнува да привлекува мали честички - прашина и трошки. Долго време (до средината на 18 век) не можеа да дадат сериозно оправдување за оваа појава. Само во 1785 година, Кулон, набљудувајќи ја интеракцијата на наелектризираните честички, го изведе основниот закон за нивната интеракција. Околу половина век подоцна, Фарадеј го проучувал и систематизирал ефектот на електричните струи и магнетните полиња, а триесет години подоцна Максвел ја потврдил теоријата за електромагнетното поле.

Електрично полнење

За прв пат, термините „електрично“ и „електрификација“, како деривати на латинскиот збор „електри“ - килибар, беа воведени во 1600 година од англискиот научник В. Гилберт за да ги објасни феномените што се јавуваат кога килибарот се трие со крзно. или стакло со кожа. Така, телата кои имаат електрични својства почнаа да се нарекуваат електрично наелектризирани, односно на нив се пренесува електричен полнеж.

Од горенаведеното произлегува дека електричното полнење е квантитативна карактеристика што го покажува степенот на можно учество на телото во електромагнетната интеракција. Полнењето е означено како q или Q и има капацитет Кулон (C)

Како резултат на бројни експерименти, беа изведени основните својства на електричните полнежи:

Постојат два вида обвиненија, кои конвенционално се нарекуваат позитивни и негативни;
електричните полнежи може да се пренесат од едно тело на друго;
електричните полнежи со исто име се одбиваат еден со друг, а електричните полнежи со исто име се привлекуваат.

Покрај тоа, беше воспоставен законот за зачувување на полнежот: алгебарскиот збир на електрични полнежи во затворен (изолиран) систем останува константен

Во 1749 година, американскиот пронаоѓач Бенџамин Френклин изнесе теорија на електрични феномени, според која електричната енергија е наелектризирана течност, чиј недостаток тој го дефинира како негативен електрицитет, а чиј вишок е позитивна електрична енергија. Така настанал познатиот парадокс на електротехниката: според теоријата на Б. Френклин, електричната енергија тече од позитивниот кон негативниот пол.

Според модерната теорија за структурата на супстанциите, сите супстанции се состојат од молекули и атоми, кои пак се состојат од јадрото на атомот и електроните „е“ кои ротираат околу него. Јадрото е нехомогено и се состои од протони „p“ и неутрони „n“. Покрај тоа, електроните се негативно наелектризирани честички, а протоните се позитивно наелектризирани. Бидејќи растојанието помеѓу електроните и јадрото на атомот значително ја надминува големината на самите честички, електроните може да се одвојат од атомот, а со тоа да предизвикаат движење на електрични полнежи меѓу телата.

Покрај својствата опишани погоре, електричниот полнеж има својство на делење, но постои вредност на минималниот можен неделив полнеж, еднаков во апсолутна вредност на полнежот на електрон (1,6 * 10 -19 C), исто така т.н. елементарното полнење. Во моментов е докажано постоење на честички со електричен полнеж помал од елементарното, наречени кваркови, но нивниот животен век е незначителен и не се откриени во слободна состојба.

Кулонов закон. Принцип на суперпозиција

Интеракцијата на стационарни електрични полнежи ја проучува гранката на физиката наречена електростатика, која всушност се заснова на законот на Кулон, кој е изведен врз основа на бројни експерименти. Овој закон, како и единицата за електричен полнеж, го добиле името по францускиот физичар Шарл Кулон.

Кулом, преку своите експерименти, открил дека силата на интеракција помеѓу два мали електрични полнежи ги почитува следниве правила:

силата е пропорционална на големината на секое полнење;
силата е обратно пропорционална на квадратот на растојанијата меѓу нив;
насоката на силата е насочена по правата линија што ги поврзува обвиненијата;
силата е привлечност ако телата се наелектризираат спротивно, и одбивност во случај на слични полнежи.

Така, Кулоновиот закон се изразува со следнава формула

каде што q1, q2 - големината на електричните полнежи,

r е растојанието помеѓу две полнења,

k е коефициентот на пропорционалност еднаков на k = 1/(4πε 0) = 9 * 10 9 C 2 /(N*m 2), каде ε 0 е електричната константа, ε 0 = 8,85 * 10 -12 C 2 /( N*m 2).

Дозволете ми да забележам дека претходно електричната константа ε0 се нарекувала диелектрична константа или диелектрична константа на вакуумот.

Кулоновиот закон се манифестира, не само кога две обвиненија комуницираат, туку и дека системите од неколку полнежи се почести. Во овој случај, законот на Кулон е дополнет со уште еден значаен фактор, кој се нарекува „принцип на суперпозиција“ или принцип на суперпозиција.

Принципот на суперпозиција се заснова на две правила:

влијанието на неколку сили врз наелектризираната честичка е векторскиот збир на влијанијата на овие сили;
секое сложено движење се состои од неколку едноставни движења.

Принципот на суперпозиција, според мое мислење, е најлесно да се прикаже графички

На сликата се прикажани три полнежи: -q 1, +q 2, +q 3. За да се пресмета силата F вкупно, која делува на полнежот -q 1, потребно е да се пресметаат, според законот на Кулон, силите на заемнодејство F1 и F2 помеѓу -q 1, +q 2 и -q 1, +q 3. Потоа додадете ги добиените сили според правилото за векторско собирање. Во овој случај, Ftotal се пресметува како дијагонала на паралелограмот користејќи го следниот израз

каде α е аголот помеѓу векторите F1 и F2.

Електрично поле. Јачина на електричното поле

Секоја интеракција помеѓу полнежите, исто така наречена Кулонова интеракција (именувана по законот на Кулон), се јавува со помош на електростатско поле, кое е временски непроменливо електрично поле на стационарни полнежи. Електричното поле е дел од електромагнетното поле и се создава од електрични полнежи или наелектризирани тела. Електричното поле влијае на полнежите и наелектризираните тела, без разлика дали тие се движат или мируваат.

Еден од основните концепти на електричното поле е неговиот интензитет, кој се дефинира како однос на силата што делува на полнење во електричното поле до големината на ова полнење. За да се открие овој концепт, неопходно е да се воведе таков концепт како „пробно полнење“.

„Тестно полнење“ е полнење што не учествува во создавањето електрично поле, а исто така има многу мала вредност и затоа, со своето присуство, не предизвикува прераспределба на полнежите во просторот, со што не го искривува електричното поле. создадени од електрични полнежи.

Така, ако воведете „пробно полнење“ q 0 до точка која се наоѓа на одредено растојание од полнежот q, тогаш одредена сила F ќе дејствува на „пробното полнење“ q P, поради присуството на полнеж q. Односот на силата F 0 што делува на испитното полнење, во согласност со законот на Кулом, до вредноста на „тестното полнење“ се нарекува јачина на електричното поле. Јачината на електричното поле е означена E и има капацитет N/C

Потенцијал на електростатско поле. Потенцијална разлика

Како што знаете, ако некоја сила делува на некое тело, тогаш таквото тело врши одредена количина на работа. Следствено, полнењето поставено во електрично поле исто така ќе работи. Во електричното поле, работата што ја врши полнењето не зависи од траекторијата на движење, туку се одредува само од положбата што ја зазема честичката на почетокот и на крајот на движењето. Во физиката, полињата слични на електричното поле (каде што работата не зависи од траекторијата на телото) се нарекуваат потенцијал.

Работата што ја врши телото се определува со следниот израз

каде што F е силата што не делува на телото,

S е растојанието поминато од телото под дејство на силата F,

α е аголот помеѓу насоката на движење на телото и насоката на дејството на силата F.

Тогаш работата направена од „тестното полнење“ во електричното поле создадено од полнежот q 0 ќе се определи од Куломовиот закон

каде што q P е „пробно полнење“,

q 0 – полнеж создава електрично поле,

r 1 и r 2 – соодветно, растојанието помеѓу q П и q 0 во почетната и крајната позиција на „тестното полнење“.

Бидејќи извршувањето на работата е поврзано со промена на потенцијалната енергија W P, тогаш

А потенцијалната енергија на „тестното полнење“ во секоја специфична точка на траекторијата на движење ќе се определи од следниот израз

Како што може да се види од изразот, со промена на вредноста на „пробното полнење“ q p, вредноста на потенцијалната енергија W P ќе се промени пропорционално на q p, затоа, за да се карактеризира електричното поле, беше воведен друг параметар наречен потенцијал на електрично поле φ, кој е енергетска карактеристика и се одредува со следниот израз

каде k е коефициентот на пропорционалност еднаков на k = 1/(4πε 0) = 9 * 10 9 C 2 /(N*m 2), каде ε 0 е електричната константа, ε 0 = 8,85 * 10 -12 C 2 / (N*m 2).

Така, потенцијалот на електростатско поле е енергетска карактеристика што ја карактеризира потенцијалната енергија што ја поседува полнење поставено во дадена точка во електростатското поле.

Од горенаведеното можеме да заклучиме дека работата направена при преместување на полнење од една точка во друга може да се определи од следниот израз

Односно, работата што ја вршат силите на електростатското поле при движење на полнеж од една до друга точка е еднаква на производот на полнежот и потенцијалната разлика во почетната и крајната точка на траекторијата.

Кога се прават пресметки, најзгодно е да се знае потенцијалната разлика помеѓу точките на електричното поле, а не специфичните потенцијални вредности во овие точки, затоа, зборувајќи за потенцијалот на која било поле точка, мислиме на потенцијалната разлика помеѓу дадена теренска точка и друга теренска точка, чиј потенцијал е договорено да се смета за еднаков на нула.

Потенцијалната разлика се одредува од следниот израз и има димензија Volt (V)

Продолжете со читање во следната статија

Теоријата е добра, но без практична примена е само зборови.

Во електростатиката, еден од основните е законот на Кулон. Се користи во физиката за да се одреди силата на интеракција помеѓу две стационарни точки полнежи или растојанието меѓу нив. Ова е фундаментален закон на природата кој не зависи од други закони. Тогаш обликот на вистинското тело не влијае на големината на силите. Во оваа статија ќе го објасниме со едноставни зборови Кулоновиот закон и неговата примена во пракса.

Историја на откривање

Ш.О. Кулон во 1785 година беше првиот кој експериментално ги докажа интеракциите опишани со законот. Во своите експерименти користел специјални торзиони баланси. Меѓутоа, во далечната 1773 година, Кевендиш докажал, користејќи го примерот на сферичен кондензатор, дека во сферата нема електрично поле. Ова покажа дека електростатските сили варираат во зависност од растојанието помеѓу телата. Да бидам попрецизен - квадратот на растојанието. Неговото истражување тогаш не беше објавено. Историски, ова откритие го добило името по Кулон, а количината во која се мери полнежот има слично име.

Формулација

Дефиницијата на Кулоновиот закон вели: Во вакуумF интеракцијата на две наелектризирани тела е директно пропорционална на производот на нивните модули и обратно пропорционална на квадратот на растојанието меѓу нив.

Звучи кратко, но можеби не му е јасно на сите. Со едноставни зборови: Колку повеќе полнење имаат телата и колку се поблиску едно до друго, толку е поголема силата.

И обратно: Ако го зголемите растојанието помеѓу полнењата, силата ќе стане помала.

Формулата за Кулоновото правило изгледа вака:

Означување на буквите: q - вредност на полнење, r - растојание меѓу нив, k - коефициент, зависи од избраниот систем на единици.

Вредноста на полнежот q може да биде условно позитивна или условно негативна. Оваа поделба е многу произволна. Кога телата доаѓаат во контакт, тоа може да се пренесе од едно на друго. Од ова произлегува дека истото тело може да има полнеж со различна големина и знак. Точка полнеж е полнеж или тело чии димензии се многу помали од растојанието на можна интеракција.

Вреди да се земе предвид дека средината во која се наоѓаат полнежите влијае на интеракцијата F. Бидејќи е речиси еднаков во воздух и вакуум, откритието на Кулом е применливо само за овие медиуми; ова е еден од условите за употреба на овој тип формула. Како што веќе беше споменато, во системот SI мерна единица за полнење е Кулон, скратено Cl. Ја карактеризира количината на електрична енергија по единица време. Тој е изведен од базните единици SI.

1 C = 1 A*1 s

Вреди да се напомене дека димензијата од 1 C е излишна. Поради фактот што носачите се одбиваат едни со други, тешко е да се содржат во мало тело, иако самата струја 1А е мала ако тече во проводник. На пример, во истата 100 W блескаво светилка тече струја од 0,5 А, а во електричен грејач тече повеќе од 10 А. Таквата сила (1 C) е приближно еднаква на масата од 1 тон што делува на телото од страна на земјината топка.

Можеби сте забележале дека формулата е речиси иста како кај гравитациското заемодејство, само ако во Њутновата механика се појавуваат маси, тогаш во електростатиката се појавуваат полнежи.

Кулонова формула за диелектричен медиум

Коефициентот, земајќи ги предвид вредностите на системот SI, се одредува во N 2 * m 2 / Cl 2. Тоа е еднакво на:

Во многу учебници, овој коефициент може да се најде во форма на дропка:

Овде E 0 = 8,85*10-12 C2/N*m2 е електричната константа. За диелектрик, се додава E - диелектричната константа на медиумот, тогаш Кулоновиот закон може да се користи за пресметување на силите на интеракцијата на полнежите за вакуум и медиум.

Земајќи го предвид влијанието на диелектрикот, тој има форма:

Од ова гледаме дека воведувањето на диелектрик меѓу телата ја намалува силата F.

Како се насочени силите?

Полнењата комуницираат едни со други во зависност од нивниот поларитет - како обвиненијата се одбиваат, а за разлика од (спротивните) полнежи се привлекуваат.

Патем, ова е главната разлика од сличен закон за гравитациона интеракција, каде телата секогаш привлекуваат. Силите се насочени по линијата повлечена меѓу нив, наречена вектор на радиус. Во физиката се означува како r 12 и како вектор на радиус од првиот до вториот полнеж и обратно. Силите се насочени од центарот на полнежот кон спротивниот полнеж по оваа линија ако полнежите се спротивни, и во спротивна насока ако се со исто име (два позитивни или две негативни). Во векторска форма:

Силата што се применува на првото полнење со второто е означена како F 12. Тогаш, во векторска форма, Кулоновиот закон изгледа вака:

За да се одреди силата што се применува на второто полнење, се користат ознаките F 21 и R 21.

Ако телото има сложена форма и е доволно големо што на дадено растојание не може да се смета за точкаст полнеж, тогаш се дели на мали делови и секој дел се смета за точкаст полнеж. По геометриски собирање на сите добиени вектори, се добива добиената сила. Атомите и молекулите комуницираат едни со други според истиот закон.

Примена во пракса

Работата на Кулон е многу важна во електростатиката, во пракса се користи во голем број пронајдоци и уреди. Впечатлив пример е громобран. Со негова помош, тие ги штитат зградите и електричните инсталации од грмотевици, а со тоа спречуваат дефект на пожарот и опремата. Кога врне дожд со грмотевици, на земјата се појавува индуциран полнеж со голема магнитуда, тие се привлекуваат кон облакот. Излегува дека на површината на земјата се појавува големо електрично поле. Во близина на врвот на громобран е поголем, како резултат на што се запали корона празнење од врвот (од земја, преку громобран до облакот). Полнењето од земјата е привлечено од спротивниот полнеж на облакот, според законот на Кулон. Воздухот се јонизира, а јачината на електричното поле се намалува во близина на крајот на громобранот. Така, обвиненијата не се акумулираат на зградата, во тој случај веројатноста за удар на гром е мала. Ако навистина се случи удар на зградата, тогаш целата енергија ќе оди во земјата преку громобран.

Сериозните научни истражувања го користат најголемиот уред на 21 век - забрзувачот на честички. Во него, електричното поле работи за да ја зголеми енергијата на честичката. Согледувајќи ги овие процеси од гледна точка на влијанието на група обвиненија врз точка наплаќање, тогаш сите односи на законот се валидни.

Корисно