Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
8
Podstawowezjawiskawykorzystywanewelektrotechnice…
Przedstawionenarysunku1.1sytuacjeodpowiadająwyidealizowanemunaj-
prostszemuprzypadkowi,mianowiciegdyładunkisąnieruchomeigdymamy
tylkodwaładunki.WłaśniedlatakiegoprzypadkuCharlesAugustindeCoulomb
wkońcuXVIIIwieku(1785)opracowałprawo(1.1)określającewartośćsiłyFod-
działywaniapomiędzyładunkamielektrycznymi,kierunektejsiłyizwrot.
F
=⋅
k
Qq
r
⋅
2
gdzie:
k
=
4
πε
1
0
ε0-przenikalnośćelektrycznapróżniε0=8,85·10-12Flm.
(1.1)
Takprostyprzypadekwtechniceniewystępujeijestniezwykletrudnydo
zrealizowanianawetwwarunkachlaboratoryjnych.Wrzeczywistościmamydo
czynieniazoddziaływaniamipomiędzymilionamiładunków,poruszającychsię
wjednymkierunkulubzmieniającychkierunekizwrotwielerazywciągusekun-
dy.Oddziaływaniastająsięwówczasskomplikowane.PrawoCoulombapozostaje
jednakpierwszympoziomembudowanegomodeluoddziaływańelektromagne-
tycznych,naktóregonajwyższychpoziomachmamyrównaniaiprawarządzące
współczesnąelektrotechniką,elektroniką,informatykąitelekomunikacją.
Jakbardzomusiałykolejnepokoleniafizykówitechnikówrozwinąćten
model,abyobecnieobliczeniowopanowaćnadzjawiskamiwynikającymiztych
oddziaływań,jeżeliwjednymcm3miedzi,tzn.materiału,zktóregozbudowane
sąprzewodywnaszychmieszkaniachiwszystkieprzewodząceczęścicałejelek-
trotechniki,elektronikiiinformatykimieścisię1023elementarnychcząstekzwa-
nychelektronami,obdarzonychładunkamielektrycznymi,aładunkite,tworząc
prądelektryczny,poruszająsięnajczęściejwsposóbopisanyprzezskompliko-
wanerównania?
Dlacelówtechnicznych,nazywanychczęstomakroskopowymi,wystarcza-
jącodokładnaokazałasięmetodaobliczaniaskutkówtychoddziaływań,której
podstawyfizyczneprzedstawiłMichaelFaraday,auzupełniłimatematycznie
opracowałJamesClerkMaxwell(1868),wykorzystująctakżewcześniejszeosią-
gnięciainnychbadaczy.
KażdypunktprzestrzeniotaczającejładunekelektrycznyQmożnascharak-
teryzowaćzapomocąsiły,któradziałałabynaładunekqumieszczonywtym
punkcie.SiłatawyznaczonamożebyćzprawaCoulomba.ŁadunekQpotrak-
tujmyjakoźródłooddziaływań,aładunekqjakoobiektoddziaływańelektro-
magnetycznych.Jeżeliwektorysiłdziałającychnaładunekqwyznaczymydla
każdegopunktu,otrzymamyprzestrzeń,którąnazwanopolemsił.Pojęciatego
używałMichaelFaraday.
