¿Qué es la intensidad del campo eléctrico?
Diferencias:
1. Diferentes definiciones
(1) La intensidad del campo eléctrico es la fuerza electrostática F y su relación de carga, definida como E=F/ q, es aplicable a todos los campos eléctricos; donde F es la fuerza del campo eléctrico sobre la carga de prueba, y q es la cantidad de carga de la carga de prueba, en N/C. ?
Experimentos cuantitativos han demostrado que en el mismo punto del campo eléctrico, la relación entre la magnitud de la fuerza del campo eléctrico y la cantidad de la carga de prueba es constante, independientemente de la cantidad de la carga de prueba. .
Solo está relacionado con la carga que genera el campo eléctrico y la posición específica de la carga de prueba en el campo eléctrico. Es decir, la relación refleja las características del campo eléctrico en sí (el método de definición de relación). se usa aquí), por lo que usamos esta relación para expresar la intensidad del campo eléctrico, denominada intensidad de campo, generalmente representada por E.
(2) El vector de desplazamiento es un vector auxiliar introducido cuando se analiza la relación entre la distribución de carga y la intensidad del campo eléctrico en presencia de un dieléctrico en un campo electrostático. Es una cantidad física auxiliar utilizada para describir el campo eléctrico, representada por el símbolo D. Su fórmula de definición es: D=ε0E+P
Donde E es la intensidad del campo eléctrico, P es la intensidad de polarización y ε0 es la constante dieléctrica del vacío. La unidad de D es C/m². Para dieléctricos isotrópicos lineales, D=εE, donde ε es la permitividad absoluta del dieléctrico. El vector de desplazamiento eléctrico también se denomina vector de intensidad de inducción eléctrica.
2. Diferentes ámbitos de aplicación
El vector de desplazamiento eléctrico sólo existe cuando existe un dieléctrico en el campo eléctrico. La intensidad del campo eléctrico existe en la interacción especial entre los transferidos. cargas alrededor del cuerpo cargado de sustancia mediática. La interacción entre cargas siempre se produce a través de un campo eléctrico.
3. Diferentes direcciones
La dirección de la intensidad del campo en un determinado punto del campo eléctrico se define como la dirección de la fuerza electrostática ejercida sobre la carga positiva colocada en ese punto. .
El campo eléctrico establecido por una carga puntual estacionaria q en el vacío se puede derivar de la ley de Coulomb.
Donde r es la distancia desde la carga q hasta el punto de observación (o q') es el vector unitario que apunta desde q hasta el punto de observación, que indica la dirección de E
>Electricidad estática El campo eléctrico o campo eléctrico de Coulomb es un campo irrotacional, que puede introducir un potencial eléctrico escalar φ, y la relación entre el vector de intensidad del campo eléctrico y el potencial eléctrico escalar es una relación de gradiente negativo
E=-▽γφ
Variante en el tiempo El campo eléctrico generado por el campo magnético se llama campo eléctrico inducido, que es un campo giratorio. Al introducir el potencial magnético vectorial A y seleccionar las especificaciones apropiadas, se puede ver que la relación entre la intensidad del campo eléctrico y el potencial magnético vectorial es la relación negativa de la tasa de cambio de tiempo, es decir, el campo eléctrico sintético del campo eléctrico inducido. y el campo eléctrico de Coulomb es un campo giratorio activo.
El vector de desplazamiento eléctrico D se introduce en forma de una cantidad de campo auxiliar en el electromagnetismo. Aunque podemos calcular la intensidad del campo eléctrico E a partir de la relación experimental entre D y E, en realidad D no es exacta. Por lo tanto, en un sentido físico, el vector de desplazamiento eléctrico no tiene una dirección exacta.
El mismo punto: la intensidad del campo eléctrico E y el vector de desplazamiento eléctrico D son ambos vectores
La intensidad del campo es un vector y su dirección es la dirección de la fuerza sobre el carga de prueba positiva, y su magnitud es igual a la prueba unitaria La fuerza sobre la carga. La unidad de intensidad de campo es volt/metro, 1 volt/metro = 1 vaca/banco. La distribución espacial de la intensidad del campo se puede representar gráficamente mediante líneas de campo eléctrico.
La intensidad del campo eléctrico sigue el principio de superposición de intensidad de campo, es decir, la intensidad de campo total en el espacio es igual a la suma vectorial de las intensidades de campo cuando cada campo eléctrico existe solo. El principio de superposición de fuerzas es una regla experimental que demuestra que cada campo eléctrico actúa de forma independiente y no se ve afectado por la presencia de otros campos eléctricos.
La descripción anterior se aplica tanto a campos electrostáticos como a campos giroeléctricos, o a campos eléctricos universales compuestos por ambos. La superposición de intensidades de campos eléctricos sigue la regla del paralelogramo para la síntesis vectorial.
La magnitud de la intensidad del campo eléctrico está relacionada con la capacidad de carga de los materiales aislantes en todos los equipos eléctricos, la densidad de corriente en los materiales conductores, el voltaje en los terminales y si se producen fenómenos de corona y de descarga disruptiva. ocurren, etc., es una de las cantidades físicas importantes a considerar en el diseño.
El vector de desplazamiento eléctrico es una cantidad física auxiliar que se utiliza para describir el campo eléctrico y es un vector. Como la materia tiene polarización, es una corrección de la ley de Gauss en el vacío.
La corriente de desplazamiento es la cantidad de la tasa de cambio en el tiempo del vector de desplazamiento eléctrico y se integra sobre la superficie. Debido a que esta cantidad produce un campo magnético como una corriente eléctrica, se llama corriente de desplazamiento, pero su esencia no es una corriente eléctrica, sino la tasa de cambio del campo eléctrico. Por tanto, además del movimiento de cargas, el campo magnético también se genera por cambios en el campo eléctrico.
Información ampliada:
Varias fórmulas de intensidad de campo
Fórmula de intensidad de campo de carga puntual en el vacío: E=KQ/r2 (k es la constante de fuerza electrostática k= 9,0×10^9N.m^2/C^2)
Fórmula de intensidad de campo eléctrico uniforme: E=U/d (d es la distancia entre dos puntos a lo largo de la dirección de intensidad de campo)
La fórmula de definición aplicable a cualquier campo eléctrico: E=F/q
La intensidad del campo entre condensadores de placas paralelas E=U/d=4πkQ/eS
La carga puntual en el medio La intensidad del campo de: E=kQ/(r2)
El campo eléctrico de una capa esférica cargada uniformemente: dentro E=0, fuera E=k×Q/r2
El campo eléctrico de una línea recta infinitamente larga Fuerza: E=2kρ/r (ρ es la densidad lineal de carga, r es la distancia desde la línea recta)
La intensidad del campo eléctrico de la línea recta infinitamente larga semicírculo al centro del círculo: E=2kρ/R (ρ es la densidad lineal de carga, R es el radio del semicírculo)
La intensidad del campo en el eje central que es perpendicular al plano del círculo anillo con radio R y pasa por el eje: kQh/(h2+R2)3/2
Sí La fórmula de intensidad de campo de cualquier curva cargada: E=∫kρ/r2?ds.... ( r es la distancia desde la curva, una función de las coordenadas x e y, ρ es la densidad lineal de carga)
Referencias: Enciclopedia Baidu—Vector de desplazamiento eléctrico
Enciclopedia Baidu—Eléctrico Fuerza de campo