Работа при перемещении электрического заряда в электрическом поле
Проводники в электростатическом поле
Проводники имеют свободные заряды.
Явление разделения разноимённых зарядов в проводнике, помещённом в электростатическое поле называется электростатической индукцией.
Если в электрическое поле внести проводник, то свободные заряды приходят в движение и перераспределение зарядов вызывает изменение электрического поля. Когда напряжённость электрического поля в проводнике равна нулю, то движение зарядов прекращается.
Заряды в проводнике располагаются только на его поверхности.
Поверхность проводника в электрическом поле является эквипотенциальной поверхностью,так как вектор напряжённости электрического поля Ев любой точке поверхности перпендикулярен этой поверхности и не зависит от формы поверхности.
Диэлектрики в электростатическом поле
В диэлектрики, помещенном в электрическое поле заряды не разделяются, следовательно в нём нет свободных зарядов.
При отсутствии электрического поля, электронное облако расположено симметрично относительно атомного ядра.
В диэлектрике почти нет свободных электронов. Большинство диэлектриков состоят из полярных молекул – электрических диполей.
Вектор направленный от отрицательного заряда к положительному называется плечом диполя.
Если в электрическом поле модуль | L | не изменяется, диполь называется жёстким. В электрическом поле на жёсткий диполь действует пара сил, стремящихся повернуть его по направлению напряжённости (рис. 2).
В диэлектрике вне поля диполи ориентированы хаотично, а в электрическом поле появляется ориентация вдоль поля
Процесс появления ориентированных диполей в электрическом поле называется поляризацией диэлектрика.
Сущность явления заключается в том, что частицы из которых состоит диэлектрик деформируются и превращаются в диполи. Диполи выстраиваются вдоль линий напряжённости внешнего поля. Так как знаки поляризационных зарядов диэлектрика противоположны знакам свободных зарядов, создающих поле, то суммарная напряжённость поля в диэлектрике в раз меньше напряжённости поля в вакууме.
Работа при перемещении электрического заряда в электрическом поле
Однородное электрическое поле возникает между разноимённо заряженными плоскими металлическими пластинами. Напряжённость по модулю и направлению в любой точке поля одинакова.
Работа при перемещении заряда по линии напряжённости поля на расстояние d = d1-d2 . Fэ = q*E
А = Fэ * (d1-d2) = q*E(d1-d2)
Работа силы тяжести между точками в гравитационном поле не зависит от траектории движения.
При изменении направления перемещения работа сил эл. поля Fэ как и гравитационного поля изменяет знак на противоположный. Работа сил электрического поля при движении электрического заряда по любой замкнутой траектории равна суммарной работе сил электростатического поля
А-А=0.