Измерение напряженности электрического поля

Из определения напряженности электри­ческого поля вытекает и простейший способ измерения. Зная значение заряда проб­ного тела, достаточно измерить силу, дей­ствующую на него в электрическом поле.

Для примера рассмотрим один из ва­риантов измерения напряженности электри­ческого поля.

Пусть легкий шарик, массой 0,4 г под­вешен на нити и имеет положительный электрический заряд 4,9 • 10^-9 Кл. При отсутст­вии электрического поля на шарик действует лишь сила тяжести, а потому нить подвеса занимает вертикальное положение (рис.4.14).

Рис. 4.14. На подвешенный шарик дейст­вует сила тяжести и сила натяжения нити

Рис. 4.15. Заряженный шарик отталки­вается от одноименно заряженного шара

Рис. 4.16. Графическое изображение сил, действующих на одноименно заряжен­ные тела

Внесем шарик в электрическое поле по­ложительного заряда (рис. 4.15). Теперь кроме силы тяготения на шарик будет дейст­вовать еще и электрическая сила. Нить от­клонится от вертикали на определенный угол. Пусть этот угол будет равным 7°. Из рисунка (рис. 4.16) видно, что

F_э = mg tg α,

а напряженность

E = F_э / q = mg tg α / q.

Произведя расчеты, получим

E = 0,4 • 10^-3 кг • 10 м/с² • (0,1228 / 4,9 • 10^-8 Кл) ≈ 10⁴ Н/Кл = 10⁴ В/м.

Описанный способ измерения представ­ляет лишь принципиальный интерес. Для практического применения он непригодный, поскольку требует громоздкой установки и дает ощутимые результаты лишь в сильных полях. Кроме того, он каждый раз требует проведения математических расчетов. Материал с сайта http://worldof.school

Достижения современной электроники по­зволили создать специальные приборы для измерения напряженности электрических по­лей. Они значительно чувствительнее, удоб­ные в пользовании и, главное, дают воз­можность проводить прямые измерения, когда результаты измерений сразу выво­дятся на индикатор или дисплей.

Прямое измерение напряженности элект­рического поля позволяет заранее рассчитать действие поля в данной точке на любое заря­женное тело. Согласно определению

F̅ = q • E̅.

Если во всех точках поля на заряженное тело действует одинаковая сила, то в этих точках и напряженность поля будет оди­наковая. Такое поле называют однородным.

На этой странице материал по темам:

• Конспект электрическое поле напряженность эл. поля 10 класс

• Способ измерения напряженности электрического поля

• Задачи на определение напряженности электрического поля

• Напряженность электрического поля способ измерения

• Расчет силы действующей на подвешенный предмет

Вопросы по этому материалу:

• Какие преимущества прямых измерений напряженности электри­ческого поля по сравнению с косвенными?

• Для чего измеряют напряженность электрического поля?

• Как рассчитать силу, действующую в электрическом поле на заряженное тело?

• Какое электрическое поле называют однородным?

• Какое электрическое поле называют неоднородным?