НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ

Физическую основу электротехники составляют электричес­кие и магнитные явления. Содержание же электротехники как отрасли науки заключается в техническом использовании этих явлений.

Прежде чем приступить к изучению теоретической части электротехники, необходимо возвратиться к курсу физики, в котором изучаются электрические и магнитные явления, вспомнить уже известные и столь необходимые в данном случае понятия и определения.

Электропроводность—это свойство вещества проводить под действием не изменяющегося во времени электрического поля не изменяющийся во времени электрический ток.

В данное определение входят еще два понятия: электрическое поле и электрический ток, которые рассмотрены далее.

§1.1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

В современной науке утвердилось представление о поле как о физической реальности, существующей наряду с веще­ством.

Электромагнитное поле как вид материи харак­теризуется тем, что оказывает силовое воздействие на заряжен­ные частицы, степень которого зависит от скорости движения частиц и величины их электрического заряда.

В зависимости от условий наблюдения электромагнитное поле проявляется в целом или как одна из двух его сторон: электрическое поле или магнитное поле.

Элементарные частицы и их электромагнитное поле

В структуру атомов вещества входят элементарные частицы. Некоторые из них обладают электрическим зарядом.

Элементарные частицы, обладающие электрическим зарядом (например, электроны и протоны), окружены электромагнитным полем. Эти частицы не существуют отдельно от их электромаг­нитного поля, т. е. между заряженной частицей и ее электромаг­нитным полем точной границы нет.

Однако полагают, что электрический заряд сосредоточен в весьма малой области пространства, и тогда говорят о частице, обладающей электрическим зарядом. Вне этой области существует электромагнитное поле, а объемная плот­ность электрического заряда равна нулю.

Электрон и протон имеют равный по величине (1,6-10 Кл), но противоположный по знаку заряд, который считается элементарным (наименьшим известным).

Элементарный электрический заряд—это свойство электрона или протона, характеризующее их взаимосвязь с собственным электрическим полем и их взаимодействие с внешним электрическим полем.

Электромагнитное поле может существовать отдельно от электрически заряженных частиц. Подтверждением этому яв­ляются электромагнитные волны, которые распространяются в пространстве (радиоволны).

Электростатическое поле

Как электромагнитное поле, так и обе его стороны характеризуются силовым воздействием на заряженные частицы.

Электрическое поле характеризуются воздействием на электрически заряжен­ную частицу с силой, пропорциональной заряду частицы и не зависящей от ее скорости.

Обычным состоянием окружающих нас тел является со­стояние электрически нейтральное, хотя они и состоят из частиц, имеющих электрический заряд. Это объясняется равен­ством общего положительного заряда ядер атомов общему отрицательному заряду электронов.

Тело может получить электрический заряд в результате какого-либо процесса, который приведет к неравенству в объеме тела или части его положительного и отрицательного зарядов. В обоих случаях заряженные частицы не пропадают, а переда­ются от одного тела другому или перемещаются в данном теле, т. е. происходит пространственное разделение положитель­но и отрицательно заряженных частиц.

Поэтому электрический заряд тела (системы тел) всегда равен алгебраической сумме элементарных электрических зарядов.

Электризация тел может быть осуществлена трением, эле­ктростатической индукцией или в результате других физических и химических процессов.

Неподвижное тело, обладающее электрическим зарядом, так же как и неподвижная элементарная заряженная частица, окружено электрическим полем.

Электростатическим называется электрическое поле неподвиж­ных заряженных тел в отсутствие в них электрических токов.

Напряженность- это силовая характеристика электрического поля является, с помощью которой можно оценивать интенсивность электрического поля и определять силу, действующую со стороны поля на заряженную частицу.