Γενική Φυσική. Ο νόμος Coulomb. Το ηλεκτρικό πεδίο. Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 1

Σχετικά έγγραφα
Γενική Φυσική. Ο νόμος Coulomb. Το ηλεκτρικό πεδίο. Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 1

ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ

Φυσική Β Λυκείου Γενικής

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Β ΤΑΞΗ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

Ηλεκτρομαγνητισμός. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Κεφάλαιο 5: Στατικός Ηλεκτρισμός

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ-ΒΑΣΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 3.1 ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ COULOMB

Α3. Να αντιστοιχίσετε τα φυσικά µεγέθη µε τις µονάδες τους. Ένταση ηλεκτρικού πεδίου. υναµική ενέργεια

Επαναληπτικές Σημειώσεις για τη Φυσική Γενικής Παιδείας Β Λυκείου Κεφάλαιο 3.1 Δυνάμεις μεταξύ ηλεκτρικών φορτίων

Μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού φορτίου στο Διεθνές Σύστημα (S.I.) είναι το προς τιμήν του Γάλλου φυσικού Charles Augustin de Coulomb.

Πεδίο, ονομάζεται μια περιοχή του χώρου, όπου σε κάθε σημείο της ένα ορισμένο φυσικό μέγεθος

ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

4πε Όπου ε ο µια φυσική σταθερά που ονοµάζεται απόλυτη διηλεκτρική σταθερά του κενού. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3.1 ΠΑΡΑΓΡΑΦΟΣ Ο νόµος του Coulomb

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΝΤΑΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΣΗΜΕΙΑΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ 2 ΤΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΣΗΜΕΙΑΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ 3

ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ 1. Δύο ακίνητα σημειακά ηλεκτρικά φορτία q 1 = - 2 μc και q 2 = + 3 μc, βρίσκονται αντίστοιχα

Φυσική Β Λυκειου, Γενικής Παιδείας 1ο Κεφάλαιο - Ηλεκτροστατική

ΘΕΜΑ 1 ο. ΘΕΜΑ 2 ο. Η δυναμική ενέργεια ανήκει στο σύστημα των δύο φορτίων και δίνεται από τη σχέση:

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Δυνάμεις μεταξύ ηλεκτρικών φορτίων ΘΕΜΑ Δ

Ηλεκτρικά Κυκλώματα Ι ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: Α (ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 12/10/2014

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝ. ΠΑΙΔ. Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 27/11/2016 ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Καραβοκυρός Χρήστος

ΑΣΚΗΣΗ-1: ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΠΕΔΙΑ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

1η ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ. Ηλεκτρικά πεδία

1η ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ. Ηλεκτρικά φορτία, ηλεκτρικές δυνάμεις και πεδία


Δ2) Να υπολογίσετε την απόσταση ra του σημείου Α από το σημειακό φορτίο Q καθώς και τη τιμή του ηλεκτρικού φορτίου Q. Μονάδες 9

Φυσική για Μηχανικούς

14 Ερωτήσεις Αξιολόγησης για ΤΕΣΤ Θεωρίας.

Φυσική για Μηχανικούς

Δυνάμεις μεταξύ ηλεκτρικών φορτίων

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤO HΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΚΑΙ ΣΤΟΥΣ ΠΥΚΝΩΤΕΣ Επώνυμο: Όνομα: Τμήμα: Αγρίνιο

Δυνάμεις μεταξύ ηλεκτρικών φορτίων

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. Ηλεκτρισμένα σώματα. πως διαπιστώνουμε ότι ένα σώμα είναι ηλεκτρισμένο ; Ηλεκτρικό φορτίο

Q 1 Q 2. α. 2 N/C β. 4 N/C γ. 8 N/C δ. 16 N/C

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: Α (ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 26/01/2014

Στις ερωτήσεις A1 - A4, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ

Φυσική για Μηχανικούς

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ-ΒΑΣΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ

Στις ερωτήσεις 1 έως 5 επιλέξτε τη σωστή απάντηση.

Δυναμική ενέργεια, Δυναμικό και διαφορά Δυναμικού. qq Β) Ακολουθούν το νόμο του αντιστρόφου τετραγώνου Fg

Γ ΚΥΚΛΟΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΙΚΩΝ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΩΝ ΣΥΓΧΡΟΝΟ Προτεινόμενα Θέματα Β Λυκείου Μάρτιος Φυσική ΘΕΜΑ A

Φυσική για Μηχανικούς

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ : ΕΝΤΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΓΡΑΜΜΕΣ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΜΑΘΗΤΗ:..

1. B.2 Δύο σφαίρες Α, Β, αμελητέων διαστάσεων φορτίστηκαν με ίση ποσότητα θετικού

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΜΕΤΑΞΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ GAUSS

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό δυναμικό. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ

ΘΕΜΑ B ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ COULOMB

Φυσική Β Λυκειου, Γενικής Παιδείας 4ο Φυλλάδιο - Ηλεκτροστατική

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό πεδίο νόμος Gauss. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

+Q + A) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

ΦΟΡΤΙΟ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

φυσική Βꞌ Λυκείου γενικής παιδείας 1 ο Κεφάλαιο 1

Ηλεκτροστατικέςδυνάµεις καιηλεκτρικόπεδίο. Κυριάκος Κουγιουµτζόπουλος 1

1. Ηλεκτρικό φορτίο. 2. Ηλεκτρισµό και δοµή τη ύλη

3. Σώμα μάζας m αρχικά ακίνητο κινείται σε οριζόντιο επίπεδο με την επίδραση σταθερής

ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΔΙΑΦΟΡΑ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ

Θεώρημα της αντιστροφής

Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ 1999

ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ. Στατικός Ηλεκτρισµός

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Φυσική για Μηχανικούς

Πώς μια μάζα αντιλαμβάνεται ότι κάπου υπάρχει μια άλλη και αλληλεπιδρά με αυτή ; Η αλληλεπίδραση μεταξύ μαζών περιγράφεται με την έννοια του πεδίου.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

τράπεζα θεμάτων Β Λυκείου Γενικής Παιδείας ΣΤΑΤΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Γιάννης Τζαγκαράκης ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 6/12/2015

ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις 1.1, 1.2 και 1.3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και, δίπλα, το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

5.20 Αν αντικαταστήσουμε το φορτίο

Κεφάλαιο 21 Ηλεκτρικά Φορτία και Ηλεκτρικά Πεδία. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

1. Ηλεκτρικό Φορτίο. Ηλεκτρικό Φορτίο και Πεδίο 1

Λύση Α. Σωστή η επιλογή α. Β.

1. Υλικό σημείο 2. Τροχιά διάνυσμα θέσης 3. Η μετατόπιση 4. ιάγραμμα θέσης χρόνου 5. Η ταχύτητα στην ευθύγραμμη κίνηση. 24-Σεπ-14.

kg(χιλιόγραμμο) s(δευτερόλεπτο) Ένταση ηλεκτρικού πεδίου Α(Αμπέρ) Ένταση φωτεινής πηγής cd (καντέλα) Ποσότητα χημικής ουσίας mole(μόλ)

Q (όπου Q το φορτίο και V η τάση

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΑΤΙΚΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ

ΣΤΑΤΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ

ΘΕΜΑ 1ο 1.1 Να γράψετε στο τετράδιό σας τα φυσικά μεγέθη από τη Στήλη Ι και, δίπλα σε καθένα, τη μονάδα της Στήλης ΙΙ που αντιστοιχεί σ' αυτό.

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2012

1. Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ):

. Για τα δύο σωµατίδια Α και Β ισχύει: q Α q, Α, q Β - q, Β 4 και u Α u Β u. Τα δύο σωµατίδια εισέρχονται στο οµογενές µαγνητικό πεδίο, µε ταχύτητες κ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: Απαντήσεις ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 02/11/2014 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ:

Δυναμική Ενέργεια σε Ηλεκτρικό πεδίο, Διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού. Ιωάννης Γκιάλας 14 Μαρτίου 2014

Στις ερωτήσεις 1.1 έως 1.5 επιλέξτε τη σωστή απάντηση.

Το βαρυτικό πεδίο της Γης.

1ο Επαναληπτικό Διαγώνισμα Φυσικής Γενικής Παιδείας Β τάξης Λυκείου.

Τα σώματα που έχουν ομόσημα ( ομώνυμα ) φορτία απωθούνται ενώ τα σώματα που έχουν ετερόσημα ( ετερώνυμα ) φορτία έλκονται.

Α.1. Το μέτρο της δύναμης ανάμεσα σε δύο σημειακά φορτία είναι: α) Ανάλογο του γινομένου του τετραγώνου των φορτίων

Κεφάλαιο 21 Ηλεκτρικά Φορτία και Ηλεκτρικά Πεδία. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Προτεινόμενο Διαγώνισμα Φυσικής B Λυκείου Γενικής Παιδείας

Γ ΚΥΚΛΟΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΙΚΩΝ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΩΝ ΣΥΓΧΡΟΝΟ Προτεινόμενα Θέματα B Λυκείου Φεβρουάριος 2014 ΘΕΜΑ Α

Transcript:

Γενική Φυσική Κωνσταντίνος Χ. Παύλου Φυσικός Ραδιοηλεκτρολόγος (MSc) Καστοριά, Σεπτέμβριος 14 Το ηλεκτρικό πεδίο 1. Η έννοια του ηλεκτρικού πεδίου 2. 3. Πεδίο σημειακού φορτίου 4. Οι δυναμικές γραμμές 5. Η αρχή της υπέρθεσης (επαλληλίας) 6. Μορφές πεδίων 7. Ομογενές πεδίο Ο νόμος Coulomb ράση από απόσταση: Οι δυνάμεις μεταφέρονται ακαριαία από το ένα φορτίο στο άλλο χωρίς να είναι αναγκαία η μεσολάβηση κάποιου μέσου. Όμως η μέγιστη ταχύτητα στη φύση είναι 300.000 km/s. Έχει νόημα η ακαριαία μεταφορά? F k C 1 2 2 r 3 Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 1

Το ηλεκτρικό πεδίο Σύμφωνα με τη θεωρία του (ηλεκτρικού) πεδίου, η δύναμη μεταξύ των φορτίων 1 και 2 είναι αποτέλεσμα δυο βημάτων: 1. Το φορτίο 1 δημιουργεί γύρω της ηλεκτρικό πεδίο (άγνωστο πως). 2. το ηλεκτρικό πεδίο αλληλεπιδρά με το φορτίο 2 (δλδ, το πεδίο ασκεί τη δύναμη στo 2 και όχι το 1 ). Άρα, η δύναμη ασκείται στο 2 από κάτι (το πεδίο) που βρίσκεται στο ίδιο σημείο (με το 2 ) και όχι μακριά απ αυτό (όπως το 1 ). 4 Το ηλεκτρικό πεδίο Τελικά, τι ακριβώς είναι αυτό το πεδίο? Ηλεκτρικό πεδίο ονομάζουμε το χώρο ο οποίος ασκεί δυνάμεις σε φορτία που θα βρεθούν σ αυτόν. Άρα, είναι μια ιδιότητα που αποκτά ο χώρος! 5 Το ηλεκτρικό πεδίο Πως μπορούμε να διαπιστώσουμε την ύπαρξη ενός ηλεκτρικού πεδίου? Αρκεί να φέρουμε στο χώρο ένα δοκιμαστικό φορτίο (που συνήθως το ονομάζουμε υπόθεμα): Αν ασκηθεί πάνω του κάποια δύναμη τότε μπορούμε να πούμε πως βρίσκεται μέσα σε κάποιο ηλεκτρικό πεδίο (το οποίο το δημιουργούν κάποια άλλα φορτία) Υποθέτουμε πως δεν υπάρχουν άλλες αλληλεπιδράσεις, οποιουδήποτε είδους. 6 Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 2

Η έννοια του πεδίου γενικά Ως πεδίο αναφέρεται ο χώρος ο οποίος έχει την ιδιότητα να ασκεί δυνάμεις σε κατάλληλα υποθέματα: Βαρυτικό πεδίο: ασκεί δυνάμεις σε μάζες. Μαγνητικό πεδίο: ασκεί δυνάμεις σε μαγνήτες. Ηλεκτρικό πεδίο: ασκεί δυνάμεις σε ηλεκτρικά φορτία. 7 Περιγραφή του πεδίου Η περιγραφή ενός πεδίου δυνάμεων γίνεται χρησιμοποιώντας δύο μεγέθη: 1. Την ένταση του πεδίου (διανυσματικό μέγεθος), που έχει να κάνει με τις δυνάμεις που ασκεί το πεδίο 2. Το δυναμικό του πεδίου (μονόμετρο μέγεθος), που έχει να κάνει με την ενέργεια και το έργο 8 Ως ένταση ενός πεδίου ορίζουμε τη δύναμη που ασκείται στη μονάδα του υποθέματος. Άρα, η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου θα ισούται με τη βαρυτική δύναμη που ασκείται σε φορτίο ίσο με 1 C. Αν συμβολίσουμε με E την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου θα έχουμε: F E Άρα μονάδα της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου: F 1N N E E 1 1C C 9 Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 3

Εξ ορισμού λοιπόν, η ένταση που E δημιουργεί ένα φορτίο (πηγή του πεδίου) στη θέση όπου βρίσκεται ένα μικρό φορτίο 0 (υπόθεμα) δίνεται από τη σχέση F E 0 όπου F είναι η δύναμη που δέχεται το υπόθεμα. Θεωρητικά, στον υπολογισμό της έντασης το υπόθεμα πρέπει να είναι πάρα πολύ μικρό για να μην επηρεάζει την κατανομή των φορτίων της πηγής. 10 Σύμφωνα με τον ορισμό, η ένταση είναι μέγεθος διανυσματικό: το μέτρο της έντασης ισούται με το F F E E μέτρο της δύναμης προς την απόλυτη τιμή του φορτίου που F δέχεται τη δύναμη: E η κατεύθυνση της έντασης συμπίπτει με την κατεύθυνση της δύναμης αν το υπόθεμα είναι θετικό. Αλλιώς είναι αντίρροπη απ αυτή. F E F, 0 E E F, 0 11 Παράδειγμα 3, σελ 84 12 Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 4

Στο σημείο Α φέρουμε ένα θετικό υπόθεμα 01. έχεται απωστική δύναμη F 1. Η ένταση E A θα είναι F1 EA 01 ομόρροπη της F 1 αφού 01 > 0. E A 01 F 1 A F 2 B E B 02 13 Στο σημείο Β φέρουμε ένα αρνητικό υπόθεμα 02. έχεται ελκτική δύναμη F 2. Η ένταση E B θα είναι F2 EB 02 αντίρροπη της F 2 αφού 02 < 0. E A 01 F 1 A F 2 B E B 02 14 Άρα, όταν το πεδίο δημιουργείται από θετικό φορτίο, η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου έχει κατεύθυνση ακτινική προς τα έξω, ανεξάρτητα από το υπόθεμα. 15 Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 5

Στο σημείο Α φέρουμε ένα αρνητικό υπόθεμα 01. έχεται απωστική δύναμη F 1. Η ένταση E A θα είναι F1 EA 01 αντίρροπη της F 1 αφού 01 < 0. F 1 A 01 E A F 2 E B B 02 16 Στο σημείο Β φέρουμε ένα αρνητικό υπόθεμα 02. έχεται ελκτική δύναμη F 2. Η ένταση E B θα είναι F2 EB 02 ομόρροπη της F 2 αφού 02 > 0. F 1 A 01 E A F 2 E B B 02 17 Άρα, όταν το πεδίο δημιουργείται από αρνητικό φορτίο, η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου έχει κατεύθυνση ακτινική προς τα μέσα, ανεξάρτητα από το υπόθεμα. 18 Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 6

Πεδίο Coulomb Αν η πηγή του πεδίου, όπως και το υπόθεμα είναι σημειακά φορτία, τότε για τη μεταξύ τους δύναμη ισχύει ο νόμος του Coulomb. Άρα για την ένταση του πεδίου κατά μέτρο θα έχουμε: 0 F k FkC 2 r E E 0 C r 0 2 0 E kc r 2 Ανεξάρτητη του υποθέματος. 19 Συνεπώς, έχουμε καταλήξει στο εξής συμπέρασμα: Ενώ κατά τον ορισμό της έντασης εισέρχεται η έννοια του δοκιμαστικού φορτίου (υποθέματος), τελικά η ένταση δεν εξαρτάται απ αυτό: Ούτε κατά κατεύθυνση Ούτε κατά μέτρο. Η ένταση του πεδίου εξαρτάται από 1. Την πηγή του πεδίου 2. Την απόσταση από την πηγή 3. Το μέσο μέσα στο οποίο βρίσκεται η πηγή 20 Μπορούμε λοιπόν γύρω από κάποιο φορτίο (πηγή του πεδίου) να σχεδιάσουμε το διάνυσμα της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου που η αυτή δημιουργεί, σε κάθε σημείο. Αν στο χώρο αυτό, φέρουμε κάποιο (θετικό) φορτίο : η κατεύθυνση του διανύσματος της έντασης θα μας δείχνει την κατεύθυνση της δύναμης που θα δεχθεί το φορτίο (αντίθετη αν < 0), Το μήκος του διανύσματος (που εκφράζει το μέτρο του διανύσματος) θα μας δείχνει πόσο ισχυρή θα είναι αυτή η δύναμη. 21 Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 7

Παράδειγμα διανυσματικού πεδίου 22 Το πεδίο ενός σημειακού φορτίου Αν η πηγή του πεδίου είναι αρνητική τότε το πεδίο έχει τη μορφή που φαίνεται δίπλα. 23 Το πεδίο ενός σημειακού φορτίου Όλα τα σημεία που ισαπέχουν από το σημειακό φορτίο (πηγή), έχουν την ίδια κατά μέτρο ένταση. E kc r 2 24 Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 8

Το πεδίο ενός σημειακού φορτίου Παρατηρούμε πως σε κάθε σημείο του χώρου, η ένταση έχει γενικώς διαφορετική κατεύθυνση και διαφορετικό μέτρο. Ένα τέτοιο πεδίο χαρακτηρίζεται ως ανομοιογενές πεδίο. 25 Το πεδίο ενός σημειακού φορτίου Αν η πηγή του πεδίου είναι θετική τότε το πεδίο έχει τη μορφή που φαίνεται δίπλα και ισχύουν τα ίδια με τα προηγούμενα. 26 Οι δυναμικές γραμμές Όπως είδαμε στα προηγούμενα είναι δύσκολο να σχεδιάζουμε όλα αυτά τα διανύσματα της έντασης για να περιγράψουμε το πεδίο. Γι αυτό έχει εισαχθεί η έννοια της δυναμικής γραμμής. Η δυναμική γραμμή είναι μια νοητή γραμμή, σε κάθε σημείο της οποίας, το διάνυσμα της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου είναι εφαπτόμενο σ αυτή. Θυμηθείτε την τροχιά ενός σώματος και το διάνυσμα της ταχύτητάς του. Η δυναμική γραμμή έχει φορά η οποία συμπίπτει με τη φορά του διανύσματος της έντασης. 27 Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 9

Οι δυναμικές γραμμές Η δυναμική γραμμή είναι μια νοητή γραμμή, σε κάθε σημείο της οποίας, το διάνυσμα της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου είναι εφαπτόμενο σ αυτή 28 υναμικές γραμμές σημειακών φορτίων Θετικό φορτίο Αρνητικό φορτίο 29 Ιδιότητες δυναμικών γραμμών 1. Ξεκινάνε από θετικά φορτία και καταλήγουν: είτε σε αρνητικά φορτία είτε στο άπειρο (ανοιχτές δυναμικές γραμμές) το άπειρο και καταλήγουν: σε αρνητικά φορτία (ανοιχτές δυναμικές γραμμές) 2. εν τέμνονται μεταξύ τους 3. Εκεί που είναι πιο πυκνές, η ένταση του πεδίου κατά μέτρο είναι μεγαλύτερη. Ο αριθμός των δυναμικών γραμμών γύρω από κάθε φορτίο είναι ανάλογος του φορτίου. 30 Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 10

Η αρχή της υπέρθεσης Η αρχή της υπέρθεσης ισχύει και στην περίπτωση υπολογισμού της έντασης. Αν πολλά φορτία δημιουργούν ένα πεδίο, τότε το συνολικό πεδίο σ ένα σημείο του χώρου είναι το διανυσματικό άθροισμα των επιμέρους εντάσεων. Σ ένα σημείο Ρ θα είναι: E E E P P,( 1) P,( 2)... 31 Παράδειγμα 4, σελ 85 32 Μορφές πεδίων (δίπολο) Το ηλεκτρικό δίπολο αποτελείται από ένα θετικό και ένα αρνητικό φορτίο, ίσα κατ απόλυτη τιμή. 33 Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 11

Μορφές πεδίων (2 όμοια φορτία) Ποια μορφή θα έχει το πεδίο αν τα δυο φορτία ήταν αρνητικά? 34 Μορφές πεδίων (2 ανόμοια φορτία) Για κάθε μια δυναμική γραμμή στο ξεκινάνε δυο από το + που είναι μεγαλύτερο (κατ απόλυτη τιμή). Πως θα ήταν το πεδίο αν το αρνητικό φορτίο ήταν το μεγαλύτερο (κατ απόλυτη τιμή)? 35 Πεδίο Coulomb Για το πεδίο Coulomb είδαμε πως ισχύει η σχέση E kc r 2 λδ η ένταση του πεδίου είναι αντιστρόφως ανάλογη της απόστασης. 36 Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 12

Ομογενές πεδίο Μια ιδιαίτερη μορφή πεδίου είναι το ομογενές πεδίο. Ομογενές ονομάζουμε το πεδίο, σε κάθε σημείο του οποίου η ένταση είναι ακριβώς η ίδια (κατά μέτρο και κατεύθυνση). παριστάνεται με δυναμικές γραμμές οι οποίες είναι: παράλληλες ισαπέχουσες - - - - - - 37 Ερωτήσεις Ασκήσεις Προβλήματα Σελίδα 111 114: 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23 Σελίδα 119 120: 7, 8, 9, 10, 11 38 (c) Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 19 Σεπ 14 Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 13