ตามทฤษฎีการกระทำระยะสั้น จะมีสนามไฟฟ้าล้อมรอบแต่ละประจุ สนามไฟฟ้าเป็นวัตถุวัตถุซึ่งมีอยู่ตลอดเวลาในอวกาศและสามารถกระทำการกับประจุอื่นได้ สนามไฟฟ้าแพร่กระจายผ่านอวกาศด้วยความเร็วแสง ปริมาณทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนของแรงที่สนามไฟฟ้ากระทำต่อประจุทดสอบ (ประจุบวกขนาดเล็กจุดบวกที่ไม่ส่งผลต่อการกำหนดค่าของสนาม) ต่อค่าของประจุนี้เรียกว่าความแรงของสนามไฟฟ้า การใช้กฎของคูลอมบ์ทำให้สามารถหาสูตรความแรงของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากประจุได้ ถามในระยะทาง รจากการเรียกเก็บเงิน 
- ความแรงของสนามไฟฟ้าไม่ได้ขึ้นอยู่กับประจุที่กระทำ เส้นแรงดึงเริ่มต้นที่ประจุบวกและสิ้นสุดที่ประจุลบ หรือไปที่ระยะอนันต์ สนามไฟฟ้าที่มีความแรงเท่ากันสำหรับทุกคน ณ จุดใดๆ ในอวกาศ เรียกว่า สนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ สนามระหว่างแผ่นโลหะที่มีประจุตรงข้ามขนานกันสองแผ่นถือได้ว่ามีความสม่ำเสมอกันโดยประมาณ ด้วยการกระจายประจุที่สม่ำเสมอ ถามเหนือพื้นผิวของพื้นที่ สความหนาแน่นประจุที่พื้นผิวคือ สำหรับระนาบอนันต์ที่มีความหนาแน่นประจุพื้นผิว s ความแรงของสนามจะเท่ากันที่ทุกจุดในอวกาศและเท่ากับ 
. ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น
เมื่อประจุถูกย้ายโดยสนามไฟฟ้าในระยะไกล งานที่ทำจะเท่ากับ 
- เช่นเดียวกับในกรณีของงานแรงโน้มถ่วง งานของแรงคูลอมบ์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับวิถีการเคลื่อนที่ของประจุ เมื่อทิศทางของเวกเตอร์การกระจัดเปลี่ยน 180 0 การทำงานของแรงสนามจะเปลี่ยนสัญญาณไปในทิศทางตรงกันข้าม ดังนั้นงานที่ทำโดยแรงสนามไฟฟ้าสถิตเมื่อประจุเคลื่อนที่ไปตามวงจรปิดจึงเป็นศูนย์ สนามที่มีการทำงานของกำลังตามเส้นทางปิดเป็นศูนย์เรียกว่าสนามศักย์
เช่นเดียวกับร่างกายที่มีมวล มในสนามแรงโน้มถ่วงมีพลังงานศักย์เป็นสัดส่วนกับมวลของร่างกาย ประจุไฟฟ้าในสนามไฟฟ้าสถิตจะมีพลังงานศักย์ วพสัดส่วนกับค่าใช้จ่าย งานที่ทำโดยแรงสนามไฟฟ้าสถิตจะเท่ากับการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์ของประจุซึ่งมีเครื่องหมายตรงกันข้าม ณ จุดหนึ่งในสนามไฟฟ้าสถิต ประจุที่ต่างกันสามารถมีพลังงานศักย์ต่างกันได้ แต่อัตราส่วนของพลังงานศักย์ที่จะประจุสำหรับจุดที่กำหนดจะเป็นค่าคงที่ ปริมาณทางกายภาพนี้เรียกว่าศักย์สนามไฟฟ้า ซึ่งพลังงานศักย์ของประจุจะเท่ากับผลคูณของศักย์ ณ จุดที่กำหนดและประจุ ศักย์ไฟฟ้าเป็นปริมาณสเกลาร์ ค่าศักย์ไฟฟ้าของหลายช่องมีค่าเท่ากับผลรวมของศักย์ไฟฟ้าของช่องเหล่านี้ การวัดการเปลี่ยนแปลงพลังงานระหว่างปฏิสัมพันธ์ของร่างกายคือการทำงาน เมื่อทำการเคลื่อนย้ายประจุ งานที่ทำโดยแรงสนามไฟฟ้าสถิตจึงเท่ากับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานที่มีเครื่องหมายตรงกันข้าม เพราะ งานขึ้นอยู่กับความต่างศักย์และไม่ขึ้นอยู่กับวิถีโคจรระหว่างกันดังนั้นความต่างศักย์ถือได้ว่าเป็นลักษณะพลังงานของสนามไฟฟ้าสถิต ถ้าศักย์ไฟฟ้าที่ระยะทางไม่สิ้นสุดจากประจุเท่ากับศูนย์ ดังนั้นจะอยู่ที่ระยะห่าง รจากประจุจะถูกกำหนดโดยสูตร
ตามกฎของคูลอมบ์ แรงอันตรกิริยาระหว่างจุดที่มีประจุคงที่สองจุดจะเป็นสัดส่วนกับผลคูณของประจุและเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสอง
แรงไฟฟ้าในอันตรกิริยาระหว่างวัตถุที่มีประจุขึ้นอยู่กับขนาดของประจุ ขนาดของวัตถุ ระยะห่างระหว่างวัตถุเหล่านั้น และรวมถึงส่วนต่าง ๆ ของวัตถุซึ่งมีประจุเหล่านี้อยู่ด้วย หากขนาดของวัตถุที่มีประจุน้อยกว่าระยะห่างระหว่างพวกมันอย่างมีนัยสำคัญ วัตถุดังกล่าวจะเรียกว่าวัตถุที่มีจุด ความแรงของอันตรกิริยาระหว่างวัตถุที่มีประจุแบบจุดนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของประจุและระยะห่างระหว่างวัตถุเหล่านั้นเท่านั้น
กฎที่อธิบายอันตรกิริยาระหว่างวัตถุที่มีประจุสองจุดนั้นก่อตั้งขึ้นโดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ซี. คูลอมบ์ เมื่อเขาวัดแรงผลักระหว่างลูกบอลโลหะขนาดเล็กที่มีประจุคล้ายกัน (ดูรูปที่ 34a) การติดตั้งจี้ประกอบด้วยด้ายสีเงินยืดหยุ่นบางๆ (1) และแท่งแก้วสีอ่อนห้อยอยู่บนนั้น (2) ที่ปลายด้านหนึ่งมีลูกบอลโลหะที่มีประจุ (3) ติดอยู่ และอีกด้านหนึ่งมีเครื่องถ่วง (4) แรงผลักระหว่างลูกบอลที่อยู่นิ่ง (5) และลูกบอล 3 ทำให้เกิดการบิดเกลียวที่มุมหนึ่ง a ซึ่งสามารถกำหนดขนาดของแรงนี้ได้ ด้วยการนำลูกบอลที่มีประจุเท่ากัน 3 และ 5 เข้ามาใกล้และห่างกันมากขึ้น คูลอมบ์จึงสรุปว่าแรงผลักระหว่างลูกบอลทั้งสองนั้นแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างลูกบอลทั้งสอง
เพื่อกำหนดว่าแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างลูกบอลขึ้นอยู่กับขนาดของประจุอย่างไร คูลอมบ์จึงดำเนินการดังนี้ ขั้นแรก เขาวัดแรงที่กระทำระหว่างลูกบอลที่มีประจุเหมือนกัน 3 และ 5 จากนั้นแตะลูกบอลที่มีประจุเหมือนกัน (3) ไปยังลูกบอลอีกลูกที่ไม่มีประจุซึ่งมีขนาดเท่ากัน (6) คูลอมบ์เชื่ออย่างถูกต้องว่าเมื่อลูกบอลโลหะที่เหมือนกันสัมผัสกัน ประจุไฟฟ้าจะมีการกระจายระหว่างลูกบอลทั้งสองเท่าๆ กัน ดังนั้นประจุเดิมเพียงครึ่งหนึ่งเท่านั้นที่จะยังคงอยู่บนลูกบอล 3 ในขณะเดียวกัน ดังการทดลองแสดงให้เห็น แรงผลักระหว่างลูกบอล 3 และ 5 ลดลงครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับลูกบอลดั้งเดิม ด้วยการเปลี่ยนประจุของลูกบอลในลักษณะเดียวกัน คูลอมบ์จึงกำหนดว่าพวกมันมีปฏิกิริยาโต้ตอบกับแรงเป็นสัดส่วนกับผลคูณของประจุ
จากการทดลองจำนวนมาก คูลอมบ์ได้กำหนดกฎที่กำหนดโมดูลัสของแรง F 12 ที่กระทำระหว่างวัตถุที่มีจุดที่อยู่กับที่ซึ่งมีประจุ q 1 และ q 2 ซึ่งอยู่ห่างจากกัน r:
โดยที่ k คือสัมประสิทธิ์สัดส่วน ค่าซึ่งขึ้นอยู่กับระบบของหน่วยที่ใช้ และบ่อยครั้งแทนที่ด้วย (4pe0)-1 (ดู 34.1) ด้วยเหตุผลที่เกี่ยวข้องกับประวัติความเป็นมาของการนำระบบหน่วยมาใช้ e0 เรียกว่าค่าคงที่ทางไฟฟ้า เวกเตอร์แรง F 12 พุ่งไปตามเส้นตรงที่เชื่อมวัตถุเข้าด้วยกัน ดังนั้นวัตถุที่มีประจุตรงข้ามจะดึงดูด และวัตถุที่มีประจุในทำนองเดียวกันจะผลักกัน (รูปที่ 34b) กฎนี้ (ดู 34.1) เรียกว่า กฎของคูลอมบ์ และแรงไฟฟ้าที่สอดคล้องกันเรียกว่า แรงคูลอมบ์ กฎของคูลอมบ์ ซึ่งก็คือการพึ่งพาแรงอันตรกิริยากับกำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุที่มีประจุ ยังคงอยู่ภายใต้การตรวจสอบเชิงทดลอง ขณะนี้แสดงให้เห็นแล้วว่าเลขชี้กำลังในกฎของคูลอมบ์สามารถแตกต่างจากสองได้ไม่เกิน 6.10-16
ประจุไฟฟ้ามีหน่วย SI คือคูลอมบ์ (C) ประจุ 1 C เท่ากับประจุที่ผ่านหน้าตัดของตัวนำใน 1 วินาที ที่มีความแรงกระแส 1 แอมแปร์ (A) ในระบบเอสไอ
k = 9.109 N.m 2 / Cl 2 และ e0 = 8.8.10-12 Cl 2 / (N.m 2) (34.2)
ประจุไฟฟ้าเบื้องต้น e ในหน่วย SI คือ:
อี = 1.6.10 -19 Cl. (34.3)
ในลักษณะที่ปรากฏ กฎของคูลอมบ์มีความคล้ายคลึงกับกฎความโน้มถ่วงสากล (11.1) มาก หากอย่างหลังเราแทนที่มวลด้วยประจุ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าภายนอกจะมีความคล้ายคลึงกัน แต่แรงโน้มถ่วงและคูลอมบ์ก็ต่างกันในเรื่องนั้น
1. แรงโน้มถ่วงจะดึงดูดวัตถุต่างๆ เสมอ และแรงคูลอมบ์สามารถดึงดูดและขับไล่วัตถุต่างๆ ได้
2. แรงคูลอมบ์นั้นแข็งแกร่งกว่าแรงโน้มถ่วงมาก ตัวอย่างเช่น แรงคูลอมบ์ที่ผลักอิเล็กตรอนสองตัวออกจากกันนั้นมากกว่าแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงถึง 1,042 เท่า
คำถามทบทวน:
· จุดชาร์จร่างกายคืออะไร?
· อธิบายการทดลองที่คูลอมบ์กำหนดกฎที่ตั้งชื่อตามเขา?
ข้าว. 34. (a) - แผนภาพแสดงการตั้งค่าการทดลองของคูลอมบ์เพื่อกำหนดแรงผลักระหว่างประจุที่เหมือนกัน (b) – เพื่อกำหนดขนาดและทิศทางการออกฤทธิ์ของแรงคูลอมบ์โดยใช้สูตร (34.1)
§ 35 สนามไฟฟ้า ความเครียด. หลักการกำกับดูแลสาขา
กฎของคูลอมบ์ช่วยให้เราคำนวณแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างสองประจุได้ แต่ไม่ได้อธิบายว่าประจุหนึ่งกระทำต่ออีกประจุหนึ่งอย่างไร ตัวอย่างเช่น หลังจากเวลาใด ประจุใดประจุหนึ่ง "รู้สึก" ว่าอีกประจุหนึ่งเริ่มเข้าใกล้หรือเคลื่อนตัวออกห่างจากประจุนั้นแล้ว? ค่าใช้จ่ายมีความเชื่อมโยงในทางใดทางหนึ่งหรือไม่? เพื่อตอบคำถามเหล่านี้ นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษผู้ยิ่งใหญ่ เอ็ม. ฟาราเดย์ และ เจ. แม็กซ์เวลล์ ได้แนะนำแนวคิดของสนามไฟฟ้าซึ่งเป็นวัตถุวัตถุที่มีอยู่รอบประจุไฟฟ้า ดังนั้น ประจุ q1 จะสร้างสนามไฟฟ้ารอบๆ ตัวมันเอง และประจุ q2 อีกประจุหนึ่งซึ่งอยู่ในสนามนี้ จะประสบกับการกระทำของประจุ q1 ตามกฎของคูลอมบ์ (34.1) ยิ่งไปกว่านั้น หากตำแหน่งของประจุ q1 เปลี่ยนไป สนามไฟฟ้าจะค่อยๆ เปลี่ยนไป ไม่ใช่ทันที ดังนั้นที่ระยะห่าง L จาก q1 สนามไฟฟ้าจะเปลี่ยนไปหลังจากช่วงเวลา L/c โดยที่ c คือความเร็วแสง 3.108 เมตร/วินาที ความล่าช้าของการเปลี่ยนแปลงในสนามไฟฟ้าพิสูจน์ให้เห็นว่าอันตรกิริยาระหว่างประจุสอดคล้องกับทฤษฎีอันตรกิริยาระยะสั้น ทฤษฎีนี้อธิบายปฏิสัมพันธ์ใดๆ ระหว่างวัตถุ แม้แต่วัตถุที่อยู่ห่างไกลจากกัน โดยการมีอยู่ของวัตถุหรือกระบวนการทางวัตถุใดๆ ระหว่างวัตถุเหล่านั้น วัตถุวัตถุที่มีอันตรกิริยาระหว่างวัตถุที่มีประจุคือสนามไฟฟ้าของพวกมัน
เพื่อระบุลักษณะเฉพาะของสนามไฟฟ้า การวัดแรงที่กระทำต่อจุดประจุในบริเวณต่างๆ ของสนามนี้ก็เพียงพอแล้ว การทดลองและกฎของคูลอมบ์ (34.1) แสดงว่าแรงที่กระทำต่อประจุจากสนามเป็นสัดส่วนกับขนาดของประจุนี้ ดังนั้นอัตราส่วนของแรง F ที่กระทำต่อประจุ ณ จุดที่กำหนดในสนามต่อขนาดของประจุ q นี้จึงไม่ขึ้นอยู่กับ q อีกต่อไปและเป็นลักษณะของสนามไฟฟ้าที่เรียกว่าความแรงของมัน E:
ความแรงของสนามไฟฟ้าดังต่อไปนี้จาก (35.1) คือเวกเตอร์ที่มีทิศทางสอดคล้องกับทิศทางของแรงที่กระทำต่อประจุบวก ณ จุดที่กำหนดในสนาม จากกฎของคูลอมบ์ (34.1) จะได้ว่าโมดูลัสของความแรงของสนาม E ของจุดประจุ q ขึ้นอยู่กับระยะทาง r ดังต่อไปนี้:
เวกเตอร์แรงดึงที่จุดต่างๆ ของสนามไฟฟ้าของประจุบวกและลบแสดงไว้ในรูปที่ 1 35ก.
หากสนามไฟฟ้าเกิดจากประจุหลายประจุ (q 1, q 2, q 3 เป็นต้น) ตามที่ประสบการณ์แสดงให้เห็น ความเข้ม E ณ จุดใดๆ ในสนามนี้จะเท่ากับผลรวมของความเข้ม E 1, E 2, จ 3 ฯลฯ . สนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยประจุ q 1, q 2, q 3 เป็นต้น ตามลำดับ:
นี่คือหลักการของการซ้อน (หรือการซ้อน) ของสนาม ซึ่งช่วยให้เรากำหนดความแรงของสนามที่สร้างขึ้นโดยประจุหลายอัน (รูปที่ 35b)
เพื่อแสดงให้เห็นว่าความแรงของสนามเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในพื้นที่ต่าง ๆ ของมัน เส้นแรงจะถูกวาด - เส้นต่อเนื่อง ซึ่งแทนเจนต์ที่แต่ละจุดตรงกับเวกเตอร์ความแรง (รูปที่ 35c) เส้นสนามไม่สามารถตัดกันเพราะว่า ที่แต่ละจุด เวกเตอร์ความแรงของสนามแม่เหล็กจะมีทิศทางที่เฉพาะเจาะจงมาก เริ่มต้นและสิ้นสุดบนวัตถุที่มีประจุ ซึ่งใกล้กับโมดูลัสของความตึงเครียดและความหนาแน่นของเส้นสนามเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของเส้นสนามเป็นสัดส่วนกับโมดูลัสของความแรงของสนามไฟฟ้า
คำถามทบทวน:
· สนามไฟฟ้าคืออะไร และเกี่ยวข้องกับทฤษฎีการกระทำระยะสั้นอย่างไร
· กำหนดความแรงของสนามไฟฟ้า
· กำหนดหลักการของการซ้อนทับของสนาม
· เส้นสนามสอดคล้องกับอะไรและมีคุณสมบัติอย่างไร?
ข้าว. 35. (a) - เวกเตอร์ความเข้มที่จุดต่าง ๆ ของสนามไฟฟ้าของประจุบวก (บน) และลบ (ล่าง) เวกเตอร์ความเข้ม (b) และเวกเตอร์เดียวกันพร้อมกับเส้นสนาม (c) ของสนามไฟฟ้าของประจุสองจุดที่มีสัญญาณต่างกัน
§ 36. ตัวนำและไดอิเล็กทริกในสนามไฟฟ้า
ประเภทของบทเรียน: บทเรียนเกี่ยวกับการเรียนรู้เนื้อหาใหม่
วัตถุประสงค์ของบทเรียน:
เกี่ยวกับการศึกษา:
1. สร้างหนึ่งในแนวคิดพื้นฐานของพลศาสตร์ไฟฟ้า - สนามไฟฟ้า
2. สร้างแนวคิดเรื่องสสารเป็นสองรูปแบบ: สสารและสนาม
3. แสดงวิธีการตรวจจับสนามไฟฟ้า
เกี่ยวกับการศึกษา:
1. พัฒนาความสามารถของผู้เรียนในการวิเคราะห์ เปรียบเทียบ ระบุลักษณะสำคัญ และสรุปผล
2. พัฒนาความคิดเชิงนามธรรมและเชิงตรรกะของนักเรียน
นักการศึกษา:
1. ใช้ตัวอย่างการต่อสู้ระหว่างทฤษฎีการกระทำระยะสั้นและระยะยาว เพื่อแสดงความซับซ้อนของกระบวนการรับรู้
2. สร้างโลกทัศน์ต่อไปโดยใช้ตัวอย่างความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของสสาร
3. พัฒนาความสามารถในการพิสูจน์และปกป้องมุมมองของคุณ
อุปกรณ์:
- เครื่องฉายภาพกราฟิก;
- อุปกรณ์สำหรับสาธิตสเปกตรัมสนามไฟฟ้า
- ตัวแปลงไฟฟ้าแรงสูง "คายประจุ";
- แหล่งที่มาปัจจุบัน
- สายเชื่อมต่อ;
- อิเล็กโทรมิเตอร์;
- ขน, แท่งลูกแก้ว;
- ตัวเลขกระดาษ
- สำลีลวด;
- หม้อแปลงไฟฟ้า;
- การหมุนสายไฟด้วยหลอดไฟ 3.5V
ช่วงเวลาการสอน: คำนึงถึงความรู้ความสามารถทักษะ
แผนกต้อนรับ: สำรวจหน้าผาก
ครู: จำไว้ว่าประจุไฟฟ้าคืออะไร
นักเรียน:ประจุไฟฟ้าเป็นสมบัติของร่างกายในการทำปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างกันกับแรงที่ลดลงตามระยะทางที่เพิ่มขึ้นในลักษณะเดียวกับแรงโน้มถ่วงสากล แต่เกินแรงโน้มถ่วงหลายครั้ง
ครู:เป็นไปได้ไหมที่จะพูดว่า: "มีการเรียกเก็บเงินฟรี"
นักเรียน:เลขที่ ประจุไฟฟ้าจะปรากฏบนอนุภาคเสมอ ไม่มีประจุไฟฟ้าฟรี
ครู:คุณรู้จักประจุไฟฟ้าประเภทใดบ้างและมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร
นักเรียน: ในธรรมชาติมีอนุภาคที่มีประจุบวกและประจุลบ อนุภาคที่มีประจุบวกสองตัวหรืออนุภาคที่มีประจุลบสองตัวจะผลักกัน ในขณะที่อนุภาคที่มีประจุบวกและประจุลบจะดึงดูดกัน
ครู:อันที่จริงข้อกล่าวหาก็เหมือนกับในชีวิตมนุษย์ คนที่กระตือรือร้นและกระตือรือร้นสองคนไม่สามารถอยู่ด้วยกันได้เป็นเวลานาน แต่สิ่งเดียวกันก็ถูกรังเกียจ ความกระตือรือร้นและความสงบเข้ากันได้ดี สิ่งต่าง ๆ ดึงดูด
ครู:ในไฟฟ้าสถิต เรารู้กฎของคูลอมบ์สำหรับอันตรกิริยาของประจุ เขียนและกำหนดกฎหมายนี้
นักเรียน: F = k|q1| |q2| / rІ (เขียนบนกระดานออกเสียงกฎหมายออกมาดัง ๆ )
แรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุที่มีประจุคงที่สองจุดในสุญญากาศนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของโมดูลประจุและเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างพวกมัน ถ้าเพิ่มขึ้นอย่างน้อยหนึ่งประจุ แรงปฏิสัมพันธ์จะเพิ่มขึ้น ถ้าระยะห่างระหว่างประจุเพิ่มขึ้น แรงจะลดลง
ช่วงเวลาการสอน: การโฆษณาชวนเชื่อในการเรียนรู้เนื้อหาใหม่
แผนกต้อนรับ:สถานการณ์ที่มีปัญหา
ครู: โอเค เราจำเรื่องสำคัญที่เราพูดถึงได้ คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าประจุหนึ่งกระทำต่ออีกประจุหนึ่งอย่างไร?
ประสบการณ์: ฉันวางสำลีไว้บนขั้วลบของตัวแปลงไฟฟ้าแรงสูง มันได้เครื่องหมายลบ แรงไฟฟ้ากระทำต่อขนแกะจากขั้วบวก ภายใต้อิทธิพลของมัน วาตะจะกระโดดไปที่ขั้วบวก ได้รับเครื่องหมาย "บวก" ฯลฯ
ครู: ประจุหนึ่งกระทำต่ออีกประจุหนึ่งอย่างไร? ปฏิกิริยาทางไฟฟ้าดำเนินการอย่างไร? กฎของคูลอมบ์ไม่ได้ตอบคำถามนี้ ปัญหา
...มาพักจากปฏิกิริยาทางไฟฟ้ากันดีกว่า คุณมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรย่าจะดึงดูดความสนใจของคัทย่าได้อย่างไร?
นักเรียน:ฉันจะจับมือเธอ ผลักเธอ จดโน้ต ขอให้ใครสักคนโทรหาเธอ ตะโกน หรือผิวปาก
ครู: การกระทำทั้งหมดของคุณจากมุมมองของฟิสิกส์มีบางอย่างที่เหมือนกัน: ใครสังเกตเห็นความเหมือนกันนี้บ้าง?
นักเรียน: ปฏิสัมพันธ์กระทำผ่านการเชื่อมโยงระหว่างกลาง (มือ ไหล่ ตัวโน้ต) หรือผ่านตัวกลาง (เสียงแพร่กระจายในอากาศ)
ครู: บทสรุปคืออะไร?
นักเรียน:สำหรับปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุนั้น กระบวนการทางกายภาพบางอย่างเป็นสิ่งจำเป็นในช่องว่างระหว่างวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์กัน
ครู: ดังนั้นเราจึงค้นพบปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้คน ประจุไฟฟ้าโต้ตอบกันอย่างไร? อะไรคือลิงค์ระหว่างกลางซึ่งเป็นตัวกลางที่ดำเนินการโต้ตอบทางไฟฟ้า?
ช่วงเวลาการสอน: การเรียนรู้เนื้อหาใหม่
เทคนิค:
คำอธิบายตามความรู้ของผู้เรียน องค์ประกอบของการโต้แย้ง องค์ประกอบของเกม การนำเสนอทฤษฎีบทกวี การทดลองสาธิต
ครู:มีการถกเถียงกันมานานในวิชาฟิสิกส์เกี่ยวกับเรื่องนี้ระหว่างผู้สนับสนุนทฤษฎีการกระทำระยะสั้นและระยะยาว ตอนนี้เราจะเป็นผู้สนับสนุนทฤษฎีเหล่านี้และพยายามโต้แย้ง..
(ฉันแบ่งชั้นเรียนและกระดานออกเป็นสองซีก ทางด้านขวาของกระดานฉันเขียนว่า: "ทฤษฎีการกระทำระยะสั้น" มีปริศนาอักษรไขว้อยู่ที่นี่ด้วย รูปที่ 1)
(ทางด้านซ้ายของกระดานฉันเขียนว่า: "ทฤษฎีการกระทำระยะไกล" ปริศนาอักษรไขว้ถูกวาดไว้ที่นี่ รูปที่ 2)
ครู: ดังนั้น ทางด้านขวาของชั้นเรียนคือผู้สนับสนุนทฤษฎีการกระทำระยะสั้น ตกลงไหม?
ด้านซ้ายเป็นผู้สนับสนุนทฤษฎีการกระทำระยะไกล ตกลงไหม?
(ฉันย้ายไปทางด้านขวาของชั้นเรียน)
ครู: เอาล่ะเรามาเริ่มโต้เถียงกันดีกว่า ฉันกำลังนำเสนอแก่นแท้ของทฤษฎีการกระทำระยะสั้นและคุณช่วยฉันเดาคำที่เขียนบนกระดาน
เราเป็นผู้สนับสนุนการดำเนินการอย่างใกล้ชิด
ระหว่างร่างจะต้องมี วันพุธ.
ลิงค์เพื่อการสื่อสารไม่ใช่ ความว่างเปล่า
กระบวนการในสภาพแวดล้อมนั้นดำเนินไปอย่างรวดเร็ว
แต่ไม่ใช่ทันที ความเร็วของพวกเขา มีจำกัด
(จากนั้นฉันทำซ้ำอีกครั้งโดยไม่หยุดฉันขอให้ผู้สนับสนุนทฤษฎีการกระทำระยะสั้นออกเสียงคำที่เน้น)
ครู: ยกตัวอย่างที่พิสูจน์ทฤษฎีของคุณ
นักเรียน: 1.
เสียงเดินทางผ่านอากาศหรือตัวกลางอื่นด้วยความเร็ว 330 เมตร/วินาที
2. กดแป้นเบรก แรงดันน้ำมันเบรกที่ความเร็วสุดท้ายจะถูกส่งไปยังผ้าเบรก
(ฉันย้ายไปด้านซ้ายของชั้นเรียน)
ครู: ผู้เสนอทฤษฎีการกระทำระยะไกล ฉันกำลังนำเสนอแก่นแท้ของทฤษฎีการกระทำระยะไกลและคุณช่วยฉันเดาคำที่เขียนบนกระดาน
เราคือผู้สนับสนุนระยะไกล
เรายืนยัน: เพื่อการมีปฏิสัมพันธ์
ต้องการอย่างใดอย่างหนึ่ง ความว่างเปล่า,
และไม่ใช่บางลิงค์ วันพุธ.
ปฏิสัมพันธ์ของร่างกายเป็นสิ่งที่แน่นอน
มันเกิดขึ้นในความว่างเปล่านั้น ทันที
(จากนั้นฉันทำซ้ำอีกครั้งโดยไม่หยุดฉันขอให้ผู้สนับสนุนทฤษฎีการกระทำระยะไกลทุกคนออกเสียงคำที่เน้นสี)
ครู: ยกตัวอย่างที่พิสูจน์ทฤษฎีของคุณ?
นักเรียน: 1.กดสวิตซ์ไฟจะติดทันที 2. ฉันจ่ายไฟฟ้าให้กับแท่งสูบลมแล้วนำไปที่อิเล็กโตรมิเตอร์ เข็มของอิเล็กโตรมิเตอร์จะเบี่ยงเบนทันที (แสดง ประสบการณ์
ด้วยเครื่องวัดไฟฟ้า)
ครู:มาจดบันทึกลงในสมุดบันทึก:
ทฤษฎีระยะสั้น:
- ปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้าดำเนินการผ่านลิงก์กลางและกลาง
- ปฏิกิริยาทางไฟฟ้าจะถูกส่งด้วยความเร็วจำกัด
ทฤษฎีระยะไกล:
- ปฏิกิริยาทางไฟฟ้าเกิดขึ้นผ่านความว่างเปล่า
- ปฏิกิริยาทางไฟฟ้าจะถูกส่งทันที
ครู: ฉันควรทำอย่างไร? ใครถูก? เพื่อแก้ไขข้อพิพาทที่เราต้องการ...?
คลาส: ไอเดีย
ครู: ใช่แล้ว ความคิดเป็นเกมที่หาได้ยากในป่าแห่งคำ /วี.ฮิวโก้/
เครื่องกำเนิดไอเดียยุติข้อพิพาท -
ไมเคิล ฟาราเดย์ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ
แนวคิดของฟาราเดย์คืออะไร? เปิดหน้า 102 ย่อหน้าที่ 38 จุดที่ 1
ฉันจะให้เวลาคุณ 3 นาทีเพื่อทำความเข้าใจแนวคิดอันยอดเยี่ยมของฟาราเดย์ - นักเรียนทั้งชั้นอ่าน ครูเปลี่ยนตำแหน่งอุปกรณ์)
นักศึกษา: ตามแนวคิดของฟาราเดย์ ประจุไฟฟ้าไม่ได้กระทำต่อกันโดยตรง แต่ละคนสร้างสรรค์ในพื้นที่โดยรอบ ไฟฟ้า สนาม. สนามของประจุหนึ่งจะกระทำกับอีกประจุหนึ่ง และในทางกลับกัน เมื่อคุณเคลื่อนออกจากประจุ สนามจะอ่อนลง
ครู: แล้วใครถูก: ผู้สนับสนุนทฤษฎีการกระทำระยะไกลหรือการกระทำระยะสั้น?
นักศึกษา: ผู้เสนอทฤษฎีการกระทำระยะสั้น
ครู: ลิงค์ระดับกลางที่ดำเนินการปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้าคืออะไร?
นักเรียน: สนามไฟฟ้า.
ครู: แล้วเหตุใดสำลีที่มีประจุจึงมีปฏิกิริยากับลูกบอลที่มีประจุในระยะไกล จำการทดลองนี้ได้ไหม
นักศึกษา: สนามไฟฟ้าของลูกบอลที่มีประจุกระทำกับสำลี
ครู : สนามไฟฟ้า... พูดง่ายแต่จินตนาการยาก ประสาทสัมผัสของเราไม่สามารถมองเห็นหรือบันทึกฟิลด์นี้ได้ แล้วสนามไฟฟ้าคืออะไร? (การกำหนดข้อ 1) – 4) เราร่วมกันสร้างสรรค์ นักเรียนจดบันทึกลงในสมุดบันทึก)
สนามไฟฟ้า: ( เขียนในสมุดบันทึก- ความคิดเห็นด้วยวาจาจากครูหรือนักเรียน
| 1). สสารประเภทหนึ่งที่มีอยู่ในอวกาศใกล้กับวัตถุที่มีประจุ | 1) สสารมีอยู่ได้ 2 รูปแบบ คือ สสารและสนาม เรารับรู้สสารโดยตรงด้วยประสาทสัมผัสของเรา สนามโดยอ้อม ผ่านบางสิ่งบางอย่าง |
| 2). ฟิลด์นี้มีความสำคัญและมีอยู่โดยอิสระจากเรา | 2) (ก) คลื่นวิทยุเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้า พวกมันแพร่กระจายในอวกาศแม้ว่าแหล่งกำเนิดของมัน (เช่น สถานีวิทยุ) จะไม่ทำงานก็ตาม (ข) เตาไมโครเวฟให้ความร้อนอาหารโดยใช้พลังงานของสนามไฟฟ้า ซึ่งหมายความว่ามีสนามไฟฟ้าอยู่ มันเป็นวัสดุเพราะว่า มีพลังงาน |
| 3). สนามไฟฟ้าแพร่กระจายด้วยความเร็วสุดท้าย c = 3* 10 8 m/s | 3) สิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์แล้ว: เมื่อควบคุมรถแลนด์โรเวอร์ดวงจันทร์จากโลก พวกเขาคำนึงว่าสัญญาณวิทยุเดินทางไปดวงจันทร์ใน 1.3 วินาที เมื่อควบคุมสถานีบนดาวศุกร์ จะคำนึงถึงว่าสนามไฟฟ้าเดินทาง 3.5 นาทีเพื่อไปถึงสถานีนั้น |
| 4) คุณสมบัติหลักของสนามไฟฟ้าคือผลกระทบต่อไฟฟ้า พุ่งเข้ามาด้วยพลังบางอย่าง | 4) ประสบการณ์: สนามไฟฟ้าของแผ่นลูกแก้วกระทำต่อร่างกระดาษด้วยแรง ส่งผลให้พวกมันเคลื่อนไหวและ "เต้น" |
ครู: คุณอยากจะ “เห็น” สนามไฟฟ้าไหม?
มันเป็นไปไม่ได้ด้วยประสาทสัมผัสของเรา อนุภาคขนาดเล็ก (เซโมลินา) เทลงในน้ำมันเครื่องและวางไว้ในสนามไฟฟ้าแรงจะช่วยเรา
ประสบการณ์. (อุปกรณ์นี้ใช้ในการสาธิตสเปกตรัมของสนามไฟฟ้า)
ฉันใช้คิวเวทต์ที่มีน้ำมันและเซโมลินา คนบนเครื่องฉายภาพกราฟิก และใช้แรงดันไฟฟ้าจาก "การคายประจุ" ไปยังอิเล็กโทรด ประจุตรงข้ามปรากฏบนอิเล็กโทรด เราเห็นอะไร เราจะอธิบายได้อย่างไร?
นักศึกษา: มีสนามไฟฟ้าอยู่รอบๆ อิเล็กโทรด เม็ดเซโมลินาเกิดไฟฟ้าและภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า เริ่มวางตำแหน่งตามแนวเส้นบางเส้น เนื่องจาก สนามกระทำต่อเมล็ดข้าวด้วยแรง
ครู: เมล็ดข้าวเรียงกัน สายไฟ สนามไฟฟ้าสะท้อน “ภาพ” ของเขา ในกรณีที่เส้นมีความหนาแน่นมากขึ้น สนามก็จะแข็งแรงขึ้น และในกรณีที่เส้นมีความหนาแน่นมากขึ้น สนามก็จะอ่อนลง เส้นจะลากเข้าหากัน ซึ่งหมายความว่าช่องต่างๆ มีชื่อต่างกัน
สนามของแผ่นเปลือกโลกทั้งสองนั้นแตกต่างกัน เส้นสนามจะขนานกัน สนามดังกล่าวจะเหมือนกันทุกจุดและเรียกว่าเป็นเนื้อเดียวกัน
ฉันจะวางวงแหวนโลหะไว้ในแผ่นสองแผ่น” ภายในวงแหวนไม่ได้จัดเรียงเมล็ดพืชใหม่หมายความว่าอย่างไร
นักศึกษา: ไม่มีสนามไฟฟ้าภายในวงแหวนโลหะ
ประเด็นการสอน: ลักษณะทั่วไป; บัญชีความรู้โดยย่อ
เทคนิค:สำรวจด่วนโดยใช้การ์ดสัญญาณ ประสบการณ์การคาดเดา
ครู: แล้ววันนี้เราเรียนรู้อะไร มีอะไรอยู่ในหัวของเรา? มาตรวจสอบกัน บนโต๊ะของคุณมีไพ่ 5 ใบที่มีสีต่างกัน ฉันถามคำถามคุณหยิบการ์ดจากมุมมองของคุณซึ่งเป็นคำตอบที่ถูกต้อง: ด้านสีเข้าหาฉันข้อความเข้าหาคุณ ด้วยสีฉันสามารถรู้ได้อย่างรวดเร็วว่าใครได้เรียนรู้อะไร (ครูบันทึกผลการสำรวจด่วน)
แบบสำรวจด่วน
คำถามที่ 1. สาระสำคัญของทฤษฎีใกล้เคียงกับการปฏิบัติหรือไม่? (ใบแดง).
คำถามที่ 2. สาระสำคัญของทฤษฎีการกระทำระยะไกล? (การ์ดสีฟ้า).
คำถามที่ 3.แก่นแท้ของแนวคิดของฟาราเดย์? (กรีนการ์ด).
คำถามที่ 4.สนามไฟฟ้าคืออะไร? (การ์ดขาว).
(ไพ่ใบที่ห้า (สีส้ม) ไม่ตรงกับคำถามข้อใดเลย)
ข้อความบนการ์ด
- ใบแดง: เนื้อหาโต้ตอบผ่านลิงก์กลางกับลิงก์สุดท้าย
ความเร็ว. - ใบสีน้ำเงิน: วัตถุโต้ตอบผ่านความว่างเปล่าทันที
- กรีนการ์ด: ปฏิกิริยาทางไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจาก
สนามไฟฟ้า. - บัตรสีขาว: ประเภทของสสารที่มีอยู่ในอวกาศใกล้กับวัตถุที่มีประจุ สนามซึ่งเป็นอิสระจากเรา แพร่กระจายด้วยความเร็วจำกัดและกระทำการบางอย่างกับประจุ
ผลลัพธ์: ครูบอกว่ามีกี่คนในชั้นเรียนที่ตอบคำถามถูกและตั้งชื่อสีที่ถูกต้องของการ์ด ทำได้ดี!
ครู: และตอนนี้ - การทดลองกำลังมาถึง
ประสบการณ์: ฉันเชื่อมต่อหม้อแปลงเข้ากับเครือข่าย ประจุเคลื่อนที่ในขดลวด ซึ่งอย่างที่คุณทราบจะสร้างสนามไฟฟ้าขึ้น ฉันหมุนสายไฟและตะเกียง คอยล์ไม่ได้เชื่อมต่อกับเครือข่าย ฉันเอามันไปที่หม้อแปลง ทำไมหลอดไฟถึงสว่างเพราะไม่ได้เชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้า?
นักศึกษา: มีสนามไฟฟ้าอยู่รอบๆ ขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งกระทำต่อประจุในขดลวดด้วยแรง ทำให้ประจุเคลื่อนที่ กระแสไหลผ่านหลอดไฟ และหลอดไฟจะเรืองแสง สนามเป็นวัสดุ สนามไฟฟ้ามีอยู่จริง!
ช่วงเวลาการสอน: การบ้าน
แผนกต้อนรับ:การเขียนย่อหน้าในไดอารี่จากกระดาน
§37, คำถามหน้า 102, §38, คำถามหน้า 104. (Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B. หนังสือเรียนสำหรับสถาบันการศึกษาชั้นประถมศึกษาปีที่ 10 - ฉบับที่ 8 - M.: Prosv., 2000 )
เวทีที่ 6
ช่วงเวลาการสอน: สรุป
เทคนิค: คำนึงถึงคำตอบที่ถูกต้องของนักเรียนในระหว่างบทเรียนพร้อมคำอธิบายทั่วไปที่ตามมา การให้คะแนน
ตามแนวคิดทางกายภาพเบื้องต้น สนามไฟฟ้าเป็นเพียงสภาพแวดล้อมทางวัตถุชนิดพิเศษที่เกิดขึ้นรอบๆ วัตถุที่มีประจุ และมีอิทธิพลต่อการจัดปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุดังกล่าวด้วยความเร็วจำกัดที่แน่นอนและในพื้นที่จำกัดอย่างเคร่งครัด
ได้รับการพิสูจน์มานานแล้วว่าสนามไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในตัวที่อยู่นิ่งและเคลื่อนที่ ข้อบ่งชี้หลักของการมีอยู่คือผลกระทบต่อ
แนวคิดเชิงปริมาณหลักประการหนึ่งคือแนวคิดเรื่อง "ความแรงของสนาม" ในแง่ตัวเลข คำนี้หมายถึงอัตราส่วนของแรงที่กระทำต่อประจุทดสอบโดยตรงกับการแสดงออกเชิงปริมาณของประจุนี้
ความจริงที่ว่าประจุคือการทดสอบหมายความว่าตัวมันเองไม่ได้มีส่วนร่วมใด ๆ ในการสร้างฟิลด์นี้ และค่าของมันก็น้อยมากจนไม่ทำให้เกิดการบิดเบือนข้อมูลต้นฉบับ ความแรงของสนามไฟฟ้าวัดเป็น V/m ซึ่งตามอัตภาพจะเท่ากับ N/C
นักวิจัยชาวอังกฤษชื่อดัง M. Faraday ได้นำวิธีการแสดงสนามไฟฟ้ามาใช้ทางวิทยาศาสตร์ เขาเห็นว่าเรื่องพิเศษประเภทนี้ควรวาดเป็นเส้นต่อเนื่องกัน ต่อมากลายเป็นที่รู้จักในชื่อ "เส้นความเข้มของสนามไฟฟ้า" และทิศทางตามกฎฟิสิกส์พื้นฐานสอดคล้องกับทิศทางของความเข้ม
เส้นแรงจำเป็นในการแสดงคุณลักษณะเชิงคุณภาพของแรงดึง เช่น ความหนาหรือความหนาแน่น ในกรณีนี้ ความหนาแน่นของเส้นแรงดึงจะขึ้นอยู่กับจำนวนต่อหน่วยพื้นผิว รูปภาพที่สร้างขึ้นของเส้นสนามช่วยให้คุณสามารถกำหนดการแสดงออกเชิงปริมาณของความแรงของสนามในแต่ละส่วนของมันรวมทั้งค้นหาว่ามีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร
สนามไฟฟ้าของไดอิเล็กทริกมีคุณสมบัติที่น่าสนใจทีเดียว ดังที่ทราบกันดีว่าไดอิเล็กทริกเป็นสารที่ไม่มีอนุภาคที่มีประจุอิสระดังนั้นจึงไม่สามารถนำไฟฟ้าได้ สารดังกล่าวควรรวมถึงก๊าซเซรามิกพอร์ซเลนน้ำกลั่นและไมกาเป็นอันดับแรก ฯลฯ
เพื่อที่จะหาความแรงของสนามไฟฟ้าในอิเล็กทริก จะต้องส่งสนามไฟฟ้าผ่านมัน ภายใต้อิทธิพลของมัน ประจุที่ถูกผูกไว้ในอิเล็กทริกเริ่มเปลี่ยน แต่ไม่สามารถออกจากขอบเขตของโมเลกุลได้ ทิศทางของการกระจัดหมายความว่าวัตถุที่มีประจุบวกจะถูกแทนที่ด้วยทิศทางของสนามไฟฟ้าและมีประจุลบตรงข้าม อันเป็นผลมาจากการยักย้ายเหล่านี้สนามไฟฟ้าใหม่จะปรากฏขึ้นภายในอิเล็กทริกซึ่งมีทิศทางตรงกันข้ามกับสนามไฟฟ้าภายนอก สนามภายในนี้ทำให้สนามภายนอกอ่อนแอลงอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นความตึงเครียดของสนามหลังจึงลดลง
ความแรงของสนามเป็นคุณลักษณะเชิงปริมาณที่สำคัญที่สุด ซึ่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงที่สสารชนิดพิเศษนี้กระทำต่อประจุไฟฟ้าภายนอก แม้ว่าจะเป็นไปไม่ได้ที่จะเห็นค่านี้ แต่ด้วยความช่วยเหลือของการวาดเส้นแรงตึงคุณสามารถเข้าใจความหนาแน่นและทิศทางของมันในอวกาศ
การกระทำของวัตถุที่มีประจุบางส่วนกับวัตถุที่มีประจุอื่น ๆ จะดำเนินการโดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรงผ่านสนามไฟฟ้า
สนามไฟฟ้าคือวัสดุ มันมีอยู่โดยเป็นอิสระจากเราและความรู้ของเราเกี่ยวกับเรื่องนี้
สนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยประจุไฟฟ้า และตรวจพบโดยประจุไฟฟ้าโดยการกระทำของแรงบางอย่างที่กระทำต่อประจุเหล่านั้น
สนามไฟฟ้าแพร่กระจายที่ความเร็วสุดท้าย 300,000 กม./วินาที ในสุญญากาศ
เนื่องจากหนึ่งในคุณสมบัติหลักของสนามไฟฟ้าคือผลกระทบต่ออนุภาคที่มีประจุด้วยแรงบางอย่าง เพื่อแนะนำคุณลักษณะเชิงปริมาณของสนามไฟฟ้า จึงจำเป็นต้องวางวัตถุขนาดเล็กที่มีประจุ q (ประจุทดสอบ) ไว้ที่จุดในอวกาศ ศึกษา แรงจะกระทำต่อร่างกายนี้จากสนาม
|
|
|
หากคุณเปลี่ยนขนาดของประจุทดสอบ เช่น คูณสอง แรงที่กระทำต่อประจุก็จะเปลี่ยนไปคูณสองด้วย
เมื่อค่าของประจุทดสอบเปลี่ยนแปลงด้วยปัจจัยของ n แรงที่กระทำต่อประจุจะเปลี่ยนไปตามปัจจัยของ n ด้วย
อัตราส่วนของแรงที่กระทำต่อประจุทดสอบที่วาง ณ จุดที่กำหนดของสนามต่อขนาดของประจุจะเป็นค่าคงที่และไม่ขึ้นอยู่กับแรงนี้ หรือขนาดของประจุ หรือขึ้นอยู่กับว่ามี ค่าใช้จ่ายใด ๆ อัตราส่วนนี้แสดงด้วยตัวอักษรและถือเป็นลักษณะแรงของสนามไฟฟ้า เรียกว่าปริมาณทางกายภาพที่สอดคล้องกัน ความแรงของสนามไฟฟ้า .
ความตึงเครียดแสดงแรงที่สนามไฟฟ้ากระทำต่อประจุหนึ่งหน่วยที่วาง ณ จุดที่กำหนดในสนาม
ในการค้นหาหน่วยของความตึงเครียด คุณต้องแทนที่หน่วยของแรง - 1 N และประจุ - 1 C ลงในสมการที่กำหนดของความตึงเครียด เราได้รับ: [ E ] = 1 N / 1 Cl = 1 N / Cl
เพื่อความชัดเจน สนามไฟฟ้าในภาพวาดจะแสดงโดยใช้เส้นสนาม
|
|
|
|
|
สนามไฟฟ้าสามารถทำงานเพื่อย้ายประจุจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งได้ เพราะฉะนั้น, ประจุที่วางไว้ ณ จุดที่กำหนดในสนามจะมีพลังงานศักย์สำรองอยู่.
ลักษณะพลังงานของสนามสามารถป้อนได้ในลักษณะเดียวกับการแนะนำลักษณะแรง
เมื่อขนาดของประจุทดสอบเปลี่ยนแปลง ไม่เพียงแต่แรงที่กระทำต่อประจุจะเปลี่ยนไป แต่ยังรวมถึงพลังงานศักย์ของประจุนี้ด้วย อัตราส่วนของพลังงานของประจุทดสอบที่จุดที่กำหนดในสนามต่อค่าของประจุนี้เป็นค่าคงที่และไม่ขึ้นอยู่กับพลังงานหรือประจุ
เพื่อให้ได้หน่วยของศักยภาพ จำเป็นต้องแทนที่หน่วยพลังงาน - 1 J และประจุ - 1 C ลงในสมการที่กำหนดศักยภาพ เราได้รับ: [φ] = 1 J / 1 C = 1 V.
หน่วยนี้มีชื่อของตัวเอง: 1 โวลต์
ศักย์สนามของประจุแบบจุดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับขนาดของประจุที่สร้างสนามและเป็นสัดส่วนผกผันกับระยะทางจากประจุไปยังจุดที่กำหนดในสนาม:
|
|
|
สนามไฟฟ้าในภาพวาดสามารถแสดงได้โดยใช้พื้นผิวที่มีศักยภาพเท่ากันเรียกว่า พื้นผิวที่มีศักย์เท่ากัน .
เมื่อประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่จากจุดที่มีศักยภาพหนึ่งไปยังจุดที่มีศักยภาพอีกจุดหนึ่ง งานก็เสร็จสิ้น
ปริมาณทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนของงานที่ทำเพื่อย้ายประจุจากจุดหนึ่งในสนามไปยังอีกจุดหนึ่งตามมูลค่าของประจุนี้เรียกว่า แรงดันไฟฟ้า :
แรงดันไฟฟ้าแสดงปริมาณงานของสนามไฟฟ้าเมื่อย้ายประจุ 1 C จากจุดหนึ่งในสนามไฟฟ้าไปยังอีกจุดหนึ่ง
หน่วยแรงดันไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้าคือ 1 V
แรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดสนามสองจุดซึ่งอยู่ห่างจากกันมีความสัมพันธ์กับความแรงของสนาม: 
|
|
|
ในสนามไฟฟ้าที่สม่ำเสมอ งานในการเคลื่อนย้ายประจุจากจุดหนึ่งของสนามไปยังอีกจุดหนึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับรูปร่างของวิถีโคจรและถูกกำหนดโดยขนาดของประจุและความต่างศักย์ระหว่างจุดของสนามเท่านั้น
