Электротехника ― это отрасль знаний об электромагнитных явлениях и их практическом применении в технике. Физической основой всех электромагнитных явлений является электромагнитное поле.
Электромагнитное поле представляет собой вид материи, характеризующийся воздействием на заряженные частицы. Как вид материи электромагнитное поле обладает массой, энергией, количеством движения, оно может превращаться в вещество и наоборот.
Электромагнитное поле имеет две составляющие или две стороны - электрическую и магнитную. В каждой точке пространства оно определяется двумя векторными величинами: вектором напряженности электрического поля [В/м] и вектором напряженности магнитного поля [A/м].
Следует помнить, что в природе существует единое электромагнитное поле, а отдельные его стороны - электрическое или магнитное поле - могут проявляться независимо друг от друга только в частных случаях и при определенных условиях.
Электростатическое поле представляет собой частный случай электромагнитного поля. Оно создается системой неподвижных по отношению к наблюдателю (в выбранной системе отсчета) зарядов.
Электрические заряды, создающие электростатическое поле, могут быть распределены в пространстве по тому или иному закону.
Если заряд q распределен в некотором объеме v, то он характеризуется объемной плотностью [Кл/м3], откуда следует, что .
Если заряд q распределен по некоторой поверхности s, то он характеризуется поверхностной плотностью [Кл/м2], откуда следует, что .
Если заряд q распределен вдоль тонкого провода или оси, то он характеризуется линейной плотностью [Кл/м], откуда следует, что .
И, наконец, если заряд q сосредоточен в точке, объем которой стремиться к нулю, то такой заряд называется точечным. Понятие точечного заряда является идеализированным, в природе точечных зарядов не существует, однако введение понятия точечного заряда имеет большое теоретическое значение.
Электростатическое поле в произвольной точке пространства характеризуется вектором напряженности [В/м]. Напряженность поля уединенного точечного заряда q определяется по формуле:
,
где [Ф/м] - диэлектрическая проницаемость пустоты; - относительная диэлектрическая проницаемость среды, показывающая во сколько раз проницаемость данной среды больше проницаемости пустоты; - единичный радиус-вектор, направленный по радиусу от заряда, если q>0, и к заряду, если q< 0 (рис. 254а).
Если электростатическое поле создается системой зарядов, то к расчету вектора напряженности применим принцип наложения, т.е. результирующее значение вектора напряженности поля в произвольной точке пространства будет равно геометрической сумме составляющих этого вектора от каждого точечного заряда в ... остальная часть текста, формулы, таблицы, изображения скрыты