קווי השדה החשמלי. הקדמה

הבחנה סקלר ושדה וקטור (במקרה זה יהיה וקטור השדה החשמלי). לפיכך, הם מודל פונקציות סקלר או וקטור של קואורדינטות הזמן.

שדה סקלרי מתאר את הפונקציה של הטופס φ. שדות כזה יכול להיות מוצג באופן ויזואלי באמצעות אותה רמת משטחים: φ (x, y, z) = C, C = const.

אנו מגדירים וקטור, אשר מופנה כלפי צמיחת φ פונקציה מרבית.

הערך המוחלט של וקטור זה קובע את שיעור השינוי של φ פונקציה.

ברור, בתחום סקלר מייצר שדה וקטורים.

שדה חשמלי זה נקרא פוטנציאל, ואת הפונקציה φ נקרא פוטנציאל. באותה רמה של השטח שנקרא משטחים שווי פוטנציאל. לדוגמה, שקול שדה חשמלי.

עבור שדות תצוגה חזותיים לבנות קווי שדה חשמליים שנקראו. עם זאת, הם נקראים קווי וקטור. משיק קו זה עד לנקודה שבה מציינת את הכיוון של השדה החשמלי. מספר הקווים שעוברים באזור יחידה פרופורציונאלי לערך המוחלט של הווקטור.

אנחנו מציגים את הרעיון של הפרש וקטור לאורך קו l. וקטור זה מופנה לאורך משיק l קו הערך המוחלט שווה dl ההפרש.

יניח נתון שדה חשמלי מסוים, אשר יש צורך לדמיין איך קווי השדה. במילים אחרות, אנו קובעים את מקדם וקטור k הרחבה (התכווצות) כדי לחפוף עם ההפרש. הצבה של הרכיבים משתנה ו וקטור, נקבל מערכת של משוואות. לאחר אינטגרציה, אתה יכול לבנות משוואה של קווי חשמל.

מבצע ניתוח וקטור המספק מידע לגבי קווי הכח של השדה החשמלי להתרחש במקרה מסוים. אנחנו מציגים את הקונספט של "וקטור שטף" על פני השטח ס ההגדרה הפורמלית של הזרימה F הוא כדלקמן: הערך נחשב התוצר של ds הפרש קונבנציונלי לווקטור הנורמלי היחיד אל המשטח. האורה נבחרה כך שהוא מגדיר משטח חיצוני רגיל.

האנלוגיה בין מושג שדה זרימת הזרימה של חומר: חומר ליחידת הזמן עוברת לפני השטח שהוא בתורו בניצב לשדה הזרימה. אם הקווים של חיל השדה האלקטרוסטטי ממוקמים כלפי חוץ מפני השטח S, אז הזרימה היא חיובית, ואם לא להתעלם - שלילית. באופן כללי, הזרם יכול להעריך את מספר קווי שדה העולות מן השטח. מצד שני, השטף הוא יחסי למספר של קווי הכוח לחדור את אלמנט השטח.

הסטייה של הפונקציה וקטורית מחושבת בנקודה אשר התאגדה ΔV נפח. S - משטח מכסה נפח ΔV. מבצע סטיית נקודה במרחב מאפשרת לאפיין את הנוכחות בו מקורות שדה. במהלך S משטח דחיסה בנקודה P קווי השדה החשמלי החודר פני השטח, להישאר באותו סכום. אם החלל הוא לא מקור צבע של השדה (דליפה או ניקוז), אז משטח הלחיצה בנקודה זו בסך של קווי חשמל, החל ברגע מסוים שווה לאפס (מספר השורות בתוך S השטח הוא שווה למספר קווי נובעת משטח זה).

The L לולאה סגורה אינטגרלי בקביעת הפעולה של הרוטור נקרא זרימת החשמל לאורך קווי המתאר של הרוטור L. מבצע שמאפיין נקודת השדה בחלל. הכיוון של הרוטור קובע את עוצמת השדה זרימת סגורה סביב נקודה מסוימת (שדה הרוטור שמאפיין מערבולת) ואת כיוונו. בהתבסס על קביעה של הרוטור, על ידי טרנספורמציות פשוטות ניתן לחשב וקטור הקרנה חשמל בתוך מערכת צירים קרטזית, ואת קווי השדה החשמלי.