электрическое поле магнитное поле сравнение

Электрическое поле против магнитного поля

Движущийся заряд всегда имеет как магнитное, так и электрическое поле, и именно поэтому они связаны друг с другом. Это два разных поля с почти одинаковыми характеристиками. Следовательно, они взаимосвязаны в поле, называемом электромагнитным полем. В этом поле электрическое поле и магнитное поле движутся под прямым углом друг к другу. Однако они не зависят друг от друга. Они также могут существовать независимо. Без электрического поля магнитное поле существует в постоянных магнитах, а электрические поля существуют в форме статического электричества в отсутствие магнитного поля.

Сравнительная таблица

Сравнительная таблица электрического поля и магнитного поля
Электрическое поле Магнитное поле
Природа Создано вокруг электрического заряда Создано вокруг движущегося электрического заряда и магнитов
Единицы измерения Ньютон на кулон, вольт на метр Гаусс или Тесла
сила Пропорционально электрическому заряду Пропорционально заряду и скорости электрического заряда
Движение в электромагнитном поле Перпендикулярно магнитному полю Перпендикулярно электрическому полю
Электромагнитное поле Генерирует VARS (емкостный) Поглощает ВАРС (Индуктивный)
полюс Монополь или диполь диполь

Что такое электрические и магнитные поля?

На веб-сайте Puget Sound Energy (PSE) приведены пояснения к электрическим и магнитным полям, что они из себя представляют и как они создаются:

Природа

движения

В электромагнитном поле направления, в которых движутся электрическое и магнитное поля, перпендикулярны друг другу.

Единицы измерения

Единицы измерения напряженности электрического и магнитного поля также различны. Сила магнитного поля представлена ​​Гауссом или Теслой. Напряженность электрического поля представлена ​​Ньютоном на кулон или Вольт на метр.

Тем не менее, обе концепции прекрасно взаимосвязаны и сыграли важную роль во многих инновационных разработках. Их связь может быть четко объяснена с помощью уравнений Максвелла, системы дифференциальных уравнений в частных производных, которые связывают электрические и магнитные поля с их источниками, плотностью тока и плотностью заряда.

Источник

Сравнение электрического и магнитного полей. 11 класс

План-конспект урока повторения и обобщения, 11-й класс

3 1

Электрически заряженные тела Движущиеся электрически заряженные тела (электрические токи) Мелкие листочки бумаги.
Электрическая гильза.
Электрический «султан» Металлические опилки.
Замкнутый контур с током.
Магнитная стрелка

Опыты Кулона по взаимодействию электрически заряженных тел

Линии напряжённости электрического поля в случае неподвижных зарядов имеют начало и конец (потенциальное поле); могут быть визуализированы (кристаллы хинина в масле)3 2 Линии индукции магнитного поля всегда замкнуты (вихревое поле); могут быть визуализированы (металлические опилки)3 3

Величина: 3 4

Направление: 3 5

Направление 3 7определяется правилом левой руки

Работа электрического поля неподвижных зарядов (кулоновcкой силы) равна нулю при обходе замкнутой траектории

Работа магнитного поля (силы Лоренца) всегда равна нулю 3 8 Сила всегда отлична от нуля:
F = qE Сила зависит от скорости движения частицы: 3 9не действует, если частица покоится, а также если 3 0 Вещество и поле .3 11 3 12

Заключение

1. При обсуждении источников поля для повышения интереса к предмету хорошо сравнить два природных камня: янтарь и магнит.

С моей точки зрения, эти два особенных камня можно рассматривать как первые изученные природные источники электрического и магнитного полей.

2. При обсуждении индикаторов полей полезно одновременно продемонстрировать с помощью учащихся взаимодействие наэлектризованной эбонитовой палочки с электрической гильзой и постоянного магнита с замкнутым контуром с током.

3. Визуализацию силовых линий лучше продемонстрировать, используя проекцию на экран.

4. Деление диэлектриков на электреты и сегнетоэлектрики – дополнительный материал. Электреты – это диэлектрики, длительно сохраняющие поляризацию в отсутствие внешнего электрического поля и создающие собственное электрическое поле. В этом смысле электреты подобны постоянным магнитам, создающим магнитное поле. А ведь это ещё одно сходство с жёсткими ферромагнетиками!

Сегнетоэлектрики – кристаллы, обладающие (в некотором температурном интервале) спонтанной поляризацией. При уменьшении напряжённости внешнего поля индуцированная поляризация частично сохраняется. Для них характерно наличие предельной температуры – точки Кюри, при которой сегнето­электрик становится обычным диэлектриком. Опять сходство с ферромагнетиками!

После работы с таблицей коллективно обсуждаются обнаруженные сходства и различия. Сходство лежит в основе единой картины мира, различия объясняются пока на уровне разной организации материи, лучше сказать – степени организации материи. Одно то, что магнитное поле обнаруживается только около движущихся электрических зарядов (в отличие от электрического), позволяет предсказать более сложные методы описания поля, более сложный математический аппарат, применяемый для характеристик поля.

После подведения итогов урока можно рекомендовать дополнительную литературу, а в качестве домашнего задания – подумать о сравнительной характеристике трёх полей: гравитационного, электрического и магнитного.

Статья подготовлена при поддержке компании «ВЕРТИКАЛЬ». Хорошая реклама обеспечит известность Вашей продукции и поднимет продажи. Рекламное агентство «ВЕРТИКАЛЬ» предлагает широкий спектр услуг по изготовлению и распространению вашей рекламы. Перейдя по ссылке: «реклама в лифтах», вы сможете, не потратив много времени, более подробную информацию о ценах и акциях, действующих на данный момент.

3 13

Источник

Презентация «Сравнение электрических и магнитных полей»

presentation bg

Описание презентации по отдельным слайдам:

Сравнение электрического и магнитного полей Автор: Фомина Н. В. учитель физики МОУ Хохловская СОШ Пермский район 2007 год

Сравнение электрического и магнитного полей Урок повторения и обобщения Физика 11 класс

Содержание Конспект урока План сравнения полей Опорный конспект Домашнее задание

План сравнения: Источники электрического и магнитного полей Индикаторы поля Опытные факты Графическая характеристика Силовая характеристика Энергетическая характеристика Действие поля на заряженную частицу Вещество и поле

Источники поля Янтарь – солнечный камень Магнит – любящий камень

Индикаторы поля Мелкие листочки бумаги Электрическая гильза Электрический султан Магнитные опилки

Опытные факты Опыт Кулона по взаимодействию электрически заряженных тел Опыты Ампера по взаимодействию проводников с током

Графическая характеристика Линии напряженности электрического поля могут быть визуализированы (кристаллы хинина в масле) Линии индукции магнитного поля могут быть визуализированы (металлические опилки)

Силовая характеристика Вектор напряженности электрического поля Е. Величина F Е= q Направление: Е F Вектор индукции магнитного поля В. Величина: F В= I l Направление: правило левой руки

Энергетическая характеристика Работа электрического поля неподвижных зарядов (кулоновской силы) равна нулю при обходе по замкнутой траектории Работа магнитного поля (силы Лоренца) всегда равна нулю (v  B)

Действие поля на заряженную частицу Сила всегда отлична от нуля: F=qE Сила зависит от скорости движения частицы: F= q v B sin ; не действует на покоящуюся частицу

Вещество и поле Ео  = Е Проводники: →∞ Диэлектрики Электреты: >>1 Сегнетоэлектрики: >1 В = Во Ферромагнетики: >>1 Диамагнетики:  1 Доп. материал на сайте: http://rozman2.narod.ru/strwpdf/strw10.pdf

Сделайте вывод о различии и сходстве полей ОК

Тесты по теме: Закон Кулона. (вариант 1, вариант 2) Напряженность – силовая характеристика электрического поля. (вариант 1, вариант 2) «Графическое изображение электрических полей. Проводники и диэлектрики.» (вариант 1, вариант 2) Работа электростатического поля. Разность потенциалов. Эквипотенциальная поверхность.» (вариант 1, вариант 2) Магнитное поле тока. Магнитные свойства вещества. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Действие магнитного полч на проводник с током. Сила Лоренца.

placeholder

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

placeholder

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

placeholder

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

Онлайн-конференция для учителей, репетиторов и родителей

Формирование математических способностей у детей с разными образовательными потребностями с помощью ментальной арифметики и других современных методик

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

a loader

Номер материала: ДA-053329

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

placeholder

Минпросвещения откроет центр образования на русском языке в Таджикистане

Время чтения: 1 минута

placeholder

Московский международный салон образования начнется 6 октября

Время чтения: 1 минута

placeholder

В пяти регионах России протестируют новую систему оплаты труда педагогов

Время чтения: 2 минуты

placeholder

В Минобрнауки установили минимальные баллы ЕГЭ в вузы на следующий год

Время чтения: 1 минута

placeholder

Минпросвещения опубликовало проект расписания сдачи ОГЭ и ЕГЭ в 2022 году

Время чтения: 1 минута

placeholder

В России оценили уровень комфорта обучения в образовательных организациях

Время чтения: 3 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Электрическое и магнитное поле: в чем различия

Термином «поле» в русском языке обозначают очень большое пространство однородного состава, например, пшеничное или картофельное.

В физике и электротехнике его используют для описания различных видов материи, например, электромагнитной, состоящей из электрической и магнитной составляющих.

1460361203 jelektricheskoe i magnitnoe pole

Электрический заряд связан с этими формами материи. Когда он неподвижен, то вокруг него всегда есть электрическое поле, а при движении образуется еще и магнитное.

Представление человека о природе электрического (более точное определение — электростатического) поля сложилось на основе исследований опытным путем его свойств, ибо другого метода изучения пока не существует. При этом способе выявлено, что оно воздействует на движущиеся и/или неподвижные электрические заряды с определенной силой. По измерениям ее величины оценивают основные эксплуатационные характеристики.

1460361256 jelektricheskoe pole zarjada

вокруг электрических зарядов (тел или частиц);

при изменениях магнитного поля, как, например, происходит во время перемещения электромагнитных волн.

Изображают его силовыми линиями, которые принято показывать исходящими из положительных зарядов и оканчивающимися на отрицательных. Таким образом, заряды являются источниками электрического поля. По действию на них можно:

выявить наличие поля;

ввести калиброванную величину для измерения его значения.

1460361200 magnitnoe pole

электрические тела и заряды, находящиеся в движении с определённым усилием;

магнитные моменты без учета состояний их движения.

Магнитное поле создается:

прохождением тока заряженных частиц;

суммированием магнитных моментов электронов внутри атомов или других частиц;

при временном изменении электрического поля.

Его тоже изображают силовыми линиями, но они замкнуты по контуру, не имеют начала и конца в противоположность электрическим.

Взаимодействие электрического и магнитного полей

Первое теоретическое и математическое обоснование процессов, происходящих внутри электромагнитного поля, выполнил Джеймс Клерк Максвелл. Он представил систему уравнений дифференциальной и интегральной форм, в которых показал связи электромагнитного поля с электрическими зарядами и протекающими токами внутри сплошных сред либо вакуума.

В своем труде он использовал законы:

Ампера, описывающие протекание тока по проводнику и создание вокруг него магнитной индукции;

Фарадея, объясняющего возникновение электрического тока от воздействия переменного магнитного поля на замкнутый проводник.

1460361287 jelektricheskoe i magnitnoe pole

1460361250 peremennyjj potok magnitnogo polja

Труды Максвелла определили точные соотношения между проявлениями электрических и магнитных полей, зависящих от распределенных в пространстве зарядов.

1460361279 izobrazhenie jelektromagnitnogo polja

После публикации работ Максвелла прошло уже много времени. Ученые постоянно изучают проявления опытных фактов между электрическими и магнитными полями, но даже сейчас не особо получается выяснить их природу. Результаты ограничиваются чисто практическим применением рассматриваемых явлений.

Объясняется это тем, что с нашим уровнем знаний можно только строить гипотезы, ибо пока мы способны лишь предполагать что-то. Ведь природа обладает неисчерпаемыми свойствами, которые еще предстоит много и длительно изучать.

Сравнительная характеристика электрического и магнитного полей

Взаимную связь между полями электричества и магнетизма помогает понять очевидный факт: они не обособленны, а связаны, но могут проявляться по-разному, являясь единым целым — электромагнитным полем.

Если представить, что в какой-то точке пространства создано неоднородное поле электрического заряда, неподвижное относительно поверхности Земли, то определить вокруг него магнитное поле в состоянии покоя не получится.

1460361249 jelektricheskoe i magnitnoe pole po

Если же наблюдатель начнет перемещаться относительно этого заряда, то поле станет меняться по времени и электрическая составляющая образует уже магнитную, которую сможет увидеть своими измерительными приборами настойчивый исследователь.

Аналогичным образом эти явления проявятся тогда, когда на какой-то поверхности расположен неподвижный магнит, создающий магнитное поле. Когда наблюдатель станет перемещаться относительно него, то он обнаружит появление электрического тока. Этот процесс описывает явление электромагнитной индукции.

Поэтому говорить о том, что в рассматриваемой точке пространства имеется только одно из двух полей: электрическое или магнитное, не имеет особого смысла. Этот вопрос надо ставить применительно к системе отсчета:

Другими словами, система отсчета влияет на проявление электрического и магнитного поля таким же образом, как рассматривание пейзажей сквозь светофильтры различных оттенков. Изменение цвета стекол влияет на наше восприятие общей картинки, но, оно, даже если принять за основу естественный свет, создаваемый проходом солнечных лучей через воздушную атмосферу, не даст истинной картины в целом, исказит ее.

Значит, система отсчета является одним из способов изучения электромагнитного поля, позволяет судить о его свойствах, конфигурации. Но, она не обладает абсолютной значимостью.

Индикаторы электромагнитных полей

Электрически заряженные тела используют в качестве индикаторов, указывающих на наличие поля в определенном месте пространства. Ими, для наблюдения электрической составляющей, могут использоваться наэлектризованные мелкие кусочки бумаги, шарики, гильзы, «султаны».

1460361284 issledovanie jelektrostaticheskogo polja

Рассмотрим пример, когда по обе стороны плоского наэлектризованного диэлектрика расположены на свободном подвесе два индикаторных шарика. Они будут одинаково притягиваться к его поверхности и вытянутся в единую линию.

На втором этапе между одним из шариков и наэлектризованным диэлектриком поместим плоскую металлическую пластину. Она не изменит действующие на индикаторы силы. Шарики не поменяют свое положение.

Третий этап эксперимента связан с заземлением металлического листа. Сразу только как это произойдет, индикаторный шарик, расположенный между наэлектризованным диэлектриком и заземленным металлом, изменит свое положение, сменив направление на вертикальное. Он перестанет притягиваться к пластине и будет подвержен только гравитационным силам тяжести.

Этот опыт показывает, что заземленные металлические экраны блокируют распространение силовых линий электрического поля.

В этом случае индикаторами могут выступать:

замкнутый контур с протекающим по нему электрическим током;

магнитная стрелка (пример с компасом).

1460361219 stalnye opilki

Принцип распределения опилок из стали вдоль магнитных силовых линий является наиболее распространенным. Он же заложен в работу магнитной стрелки, которая, для уменьшения противодействия сил трения, закрепляется на остром наконечнике и этим получает дополнительную свободу для вращения.

Законы, описывающие взаимодействия полей с заряженными телами

Прояснению картины процессов, происходящих внутри электрических полей, послужили опытные работы Кулона, осуществляемые с точечными зарядами, подвешенными на тонкой и длинной нити из кварца.

1460361276 opyty kulona

Когда к ним приближали заряженный шарик, то последний влиял на их положение, заставляя отклоняться на определенную величину. Это значение фиксировалось на лимбе шкалы специально сконструированного прибора.

Таким способом были выявлены силы взаимного действия между электрическими зарядами, называемые электрическим, Кулоновским взаимодействием. Они описаны математическими формулами, позволяющими проводить предварительные расчеты проектируемых устройств.

1460361257 zakon kulona

Здесь хорошо работает закон, описанный Ампером на основе взаимодействия проводника с током, размещенного внутри магнитных силовых линий.

1460361279 zakon ampera

Для направления действия силы, осуществляющей воздействие на проводник с протекающим по нему током, применяют правило, использующее расположение пальцев на левой руке. Четыре соединенных вместе пальца необходимо расположить по направлению тока, а силовые линии магнитного поля должны входить в ладонь. Тогда оттопыренный большой палец укажет направление действия искомой силы.

Графические изображения полей

Для их обозначения на плоскости чертежа используются силовые линии.

Для обозначения линий напряженности в этой ситуации используют потенциальное поле, когда имеются неподвижные заряды. Силовая линия выходит из положительного заряда и направляется в отрицательный.

Примером моделирования электрического поля может служить вариант размещения кристаллов хинина в масле. Более современным способом считается использование компьютерных программ графических проектировщиков.

Они позволяют создавать изображения эквипотенциальных поверхностей, судить о численном значении электрического поля, анализировать различные ситуации.

1460361200 modelirovanie jelektricheskogo polja

У них для наглядности отображения применяются линии, характерные для вихревого поля, когда они замкнуты единым контуром. Приведенный ранее пример со стальными опилками наглядно отображает это явление.

Их принято выражать векторными величинами, имеющими:

определённое направление действия;

значение силы, рассчитываемое по соответствующей формуле.

Вектор напряженности электрического поля у единичного заряда можно представить в форме трехмерного изображения.

1460361282 naprjazhennost jelektricheskogo polja

направлена от центра заряда;

имеет размерность, зависящую от способа вычисления;

определяется бесконтактным действием, то есть на расстоянии, как отношение действующей силы к заряду.

Напряженность, возникающую в катушке, можно рассмотреть на примере следующей картинки.

1460361191 naprjazhennost magnitnogo polja katushki

Силовые магнитные линии в ней от каждого витка с внешней стороны имеют одинаковое направление и складываются. Внутри межвиткового пространства они направлены встречно. За счет этого внутреннее поле ослаблено.

На величину напряженности влияют:

сила проходящего по обмотке тока;

количество и плотность намотки витков, определяющих осевую длину катушки.

Повышенные токи увеличивают магнитодвижущую силу. Кроме того, в двух катушках с равным числом витков, но разной плотностью их намотки, при прохождении одного и того же тока эта сила будет выше там, где витки расположены ближе.

Таким образом, электрическое и магнитное поля имеют совершенно определенные отличия, но являются взаимосвязанными составляющими единого общего — электромагнитного.

gb1

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Первый строительный портал
Adblock
detector