Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 1 Ας θυμηθούμε… Ορισμός της Έντασης ηλεκτρικού πεδίου σ’ ένα σημείο του Α ………………… Μονάδα μέτρησης της Έντασης στο SI: ………… Μέτρο της Έντασης σε σημείο πεδίου Coulomb …………………… Η κατεύθυνση της Έντασης σε σημείο ηλεκτρικού πεδίου καθορίζεται από το είδος (πρόσημο) του φορτίου -……………… πηγή +Q+Q +q+q Α r

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 2 Ο Faraday είχε την ιδέα η αφηρημένη έννοια «πεδίο» να αποκτήσει «μορφή», να γίνει «ορατή». Σ’ αυτό βοήθησε και η εικόνα των ρινισμάτων σιδήρου γύρω από έναν ευθύγραμμο μαγνήτη (μαγνητικό φάσμα). Αν ενώσουμε τα ρινίσματα με συνεχείς γραμμές θα πάρουμε μια εικόνα παρόμοια με τη διπλανή. Δυναμικές Γραμμές Αυτές είναι οι Δυναμικές Γραμμές που μας επιτρέπουν να αισθητοποιήσουμε το «αόρατο πεδίο».

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 3 Ηλεκτρικές δυναμικές γραμμές

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 4 Το ακίνητο θετικό σημειακό φορτίο δημιουργεί πεδίο Coulomb. Σχεδιάζουμε την ένταση σε διάφορα σημεία του πεδίου. + Αντικαθιστούμε τα διανύσματα των εντάσεων με προσανατολισμένες γραμμές. Ο χώρος απέκτησε μορφή!

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 5 Αν το σημειακό φορτίο-πηγή είναι αρνητικό, δουλεύοντας με τρόπο όπως προηγούμενα, έχουμε την παρακάτω εικόνα. -

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 6 Μορφή ηλεκτρικού πεδίου γύρω από ακίνητο σημειακό φορτίο-πηγή Θετικό φορτίοΑρνητικό φορτίο Οι δυναμικές γραμμές είναι ευθύγραμμες που «αποκλίνουν» από το θετικό φορτίο-πηγή. Οι δυναμικές γραμμές είναι ευθύγραμμες που «συγκλίνουν» προς το αρνητικό φορτίο-πηγή.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 7 Ιδιότητες δυναμικών γραμμών

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 8 Οι ηλεκτρικές δυναμικές γραμμές είναι «ανοιχτές». Ξεκινούν από θετικά φορτία και καταλήγουν σε αρνητικά.Οι ηλεκτρικές δυναμικές γραμμές είναι «ανοιχτές». Ξεκινούν από θετικά φορτία και καταλήγουν σε αρνητικά.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 9. A. B. A. B

10 Σε κάθε σημείο του πεδίου, η πυκνότητα των δυναμικών γραμμών είναι ανάλογη με το μέτρο της έντασης στο σημείο αυτό. Όσο πιο πυκνές οι γραμμές, τόσο πιο ισχυρό το πεδίο. Σε κάθε σημείο του πεδίου, η πυκνότητα των δυναμικών γραμμών είναι ανάλογη με το μέτρο της έντασης στο σημείο αυτό. Όσο πιο πυκνές οι γραμμές, τόσο πιο ισχυρό το πεδίο

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 11 Οι δυναμικές γραμμές δεν τέμνονται. Από κάθε σημείο του πεδίου μόνο μία δυναμική γραμμή περνάει. Οι δυναμικές γραμμές δεν τέμνονται. Από κάθε σημείο του πεδίου μόνο μία δυναμική γραμμή περνάει. A Αν από το σημείο Α του πεδίου περνούσαν δύο δυναμικές γραμμές, σ’ αυτό το σημείο θ’ αντιστοιχούσαν δύο εφαπτόμενες. Τότε, θα είχαμε δύο τιμές έντασης για το ίδιο σημείο του πεδίου. Αυτό είναι άτοπο.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 12 Διάφορες μορφές ηλεκτρικού πεδίου Δύο ίσα ετερώνυμα φορτία q1q1 q2q2 + -

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 13 Δύο ίσα ομώνυμα θετικά φορτία Δύο ίσα ομώνυμα αρνητικά φορτία

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 14 Ομογενές ηλεκτρικό πεδίο

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 15

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 16 Κατακόρυφο πεδίο (οι δυναμικές γραμμές είναι κατακόρυφες) Οριζόντιο πεδίο Οριζόντιο πεδίο (οι δυναμικές γραμμές είναι οριζόντιες) Μορφές ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου ____________________

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 17 Γενικά, στη φύση τα ηλεκτρικά πεδία εμφανίζονται ανομοιογενή και κάθε σημείο στο χώρο έχει διαφορετική ένταση. Προσεγγιστικά μπορούμε να θεωρούμε ότι υπάρχει ομογενές πεδίο ανάμεσα σε δύο νοητές επιφάνειες που δεν απέχουν πολύ (τοπικά ομογενές). Π.χ. ανάμεσα στην επιφάνεια της γης και τα σύννεφα.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 18 Παρακάτω δίνονται μερικές διευθύνσεις όπου μπορείτε να βρείτε αναρτήσεις με θέμα « Δυναμικές Γραμμές Ηλεκτρικού Πεδίου ». Προσομειώσεις ηλεκτρικών πεδίων σε 2 και 3 διαστάσεις από τον Paul Falstad εδώ, από το caltech εδώ, και από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο εδώ.εδώ Μια παρουσίαση με video από το σ. Σταύρο Λουβερδή από εδώ. εδώ Παρουσίαση του θέματος στα αγγλικά στην ιστοσελίδα «The Physics Classroom” από εδώ. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα «Student Extras» και «Teacher’s Guides»εδώ Μια παρουσίαση των απόψεων του Faraday για τις δυναμικές γραμμές (Lines of force) από εδώ και από εδώ.εδώ

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 19 Εφαρμογές

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 20 Ερωτήσεις από το σχολικό βιβλίο ( από σελ. 45 )

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός Συμπληρώστε τα κενά του κειμένου: Κάθε ηλεκτροστατικό πεδίο μπορεί να απεικονίζεται μέσω των ………………………… γραμμών. Οι δυναμικές γραμμές είναι οι νοητές γραμμές που σε κάθε σημείο τους η ………………………… του πεδίου είναι εφαπτόμενη. Οι δυναμικές γραμμές δεν ………………………… στο χώρο γύρω από τα φορτία. Όπου οι δυναμικές γραμμές είναι πιο πυκνές η ένταση του πεδίου είναι ………………………… μεγαλύτερη τέμνονται ένταση δυναμικών 17. Χαρακτηρίστε κάθε μία από τις παρακάτω προτάσεις με (Σ), αν είναι σωστή, με (Λ) αν είναι λανθασμένη. Κάθε ηλεκτροστατικό πεδίο παριστάνεται από ένα πλήθος (νοητών) γραμμών οι οποίες: α. Δεν τέμνονται έξω από τα φορτία. β. Είναι πάντοτε ευθύγραμμες. γ. Έχουν πάντοτε φορά από τα θετικά προς τα αρνητικά φορτία. Σ Λ Σ

18. Να σχεδιάσετε τις δυναμικές γραμμές ηλεκτροστατικού πεδίου που οφείλεται: α. Σε ένα αρνητικό φορτίο. β. Σε δύο ίσα κατά απόλυτη τιμή και ετερώνυμα ηλεκτρικά φορτία. 20. Να σχεδιάσετε τις δυναμικές γραμμές του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται, ανάμεσα σε δύο όμοιες παράλληλες μεταλλικές πλάκες, φορτισμένες με αντίθετα φορτία. 21. Αν το ομογενές ηλεκτρικό πεδίο της προηγούμενης δραστηριότητας είναι κατακόρυφο και αρνητικά φορτισμένη σταγόνα λαδιού ισορροπεί μέσα σ' αυτό: α. Να σχεδιάσετε τις δυνάμεις που δέχεται η σταγόνα. β. Να προσδιορίσετε το είδος του φορτίου κάθε πλάκας

19. Χαρακτηρίστε κάθε μία από τις παρακάτω προτάσεις με (Σ), αν είναι σωστή, με (Λ) αν είναι λανθασμένη. Ηλεκτρικό φορτίο q τοποθετείται μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο, που δημιουργείται μεταξύ δύο όμοιων παράλληλων και ετερώνυμα φορτισμένων πλακών. Η δύναμη που δέχεται το φορτίο q: α. Εξαρτάται από τη θέση του φορτίου μέσα στο πεδίο. β. Έχει κατεύθυνση που εξαρτάται από το είδος του φορτίου q. γ. Έχει μέτρο σταθερό. δ. Έχει διεύθυνση παράλληλη προς τις πλάκες. ε. Έχει πάντοτε φορά από τη θετική πλάκα στην αρνητική. Λ Σ Σ Λ Λ

+.Κ.Κ rΚrΚ.Λ.Λ rΛrΛ

23. Δίνεται το πεδίο του σχήματος που οφείλεται στα σημειακά φορτία Q 1, Q 2. α. Ποιο είναι το είδος των φορτίων Q 1, Q 2 ; β. Σχεδιάστε το διάνυσμα της έντασης του πεδίου στο σημείο «Σ».. Σ Q 1 θετικό, Q 2 αρνητικό

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός 27 Ερωτήσεις εκτός του σχολικού βιβλίου

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός Στο σχήμα, απεικονίζονται οι δυναμικές γραμμές του πεδίου που δημιουργούν τα ακίνητα σημειακά φορτία q 1 και q 2. Τα φορτία είναι α. και τα δύο θετικά. β. το q 1 θετικό και το q 2 αρνητικό. γ. το q 1 αρνητικό και το q 2 θετικό. δ. και τα δύο αρνητικά.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός Οι ηλεκτρικές δυναμικές γραμμές α. τέμνονται. β. είναι κάθετες στην ένταση του ηλεκτρικού πεδίου. γ. είναι εφαπτόμενες στην ένταση του ηλεκτρικού πεδίου. δ. σχηματίζουν γωνία 45 0 με την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου. 3. Μια ιδιότητα των δυναμικών γραμμών ηλεκτρικού πεδίου είναι ότι α. τέμνονται. β. απομακρύνονται από τα αρνητικά φορτία και κατευθύνονται προς τα θετικά. γ. είναι κλειστές. δ. είναι πιο πυκνές στις περιοχές που η ένταση του πεδίου έχει μεγαλύτερο μέτρο.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός Έχουμε το ηλεκτρικό πεδίο που φαίνεται στο διπλανό σχήμα και δύο σημεία Α, Β του πεδίου. Το μέτρο της έντασης του πεδίου στο Α είναι α. μεγαλύτερο από το μέτρο της έντασης στο Β. β. μικρότερο από το μέτρο της έντασης στο Β. γ. ίσο με το μέτρο της έντασης στο Β. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός Α.Α.Β.Β.Γ.Γ. q<0 q>0. α. Η ένταση του πεδίου στο σημείο Α έχει την κατεύθυνση που εμφανίζεται στο σχήμα. β. Η ένταση του πεδίου στο Β είναι μεγαλύτερη από την ένταση στο Γ, διότι το σημείο Β είναι πιο κοντά στα θετικά φορτία. γ. Αν σ’ ένα σημείο του πεδίου αφεθεί ένα φορτίο q>0 ή ένα φορτίο q<0, αυτά θα κινηθούν στις κατευθύνσεις που φαίνονται στο σχήμα. 5.5.Για το ομογενές ηλεκτρικό πεδίο του διπλανού σχήματος, χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις με Σ (Σωστή) ή Λ (Λάθος). Σ Λ Λ

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός Η σταγόνα του παρακάτω σχήματος ισορροπεί ανάμεσα στις δύο φορτισμένες πλάκες. Χαρακτηρίστε με Σ τις σωστές και με Λ τις λανθασμένες προτάσεις που γράφονται παρακάτω. α. Στη σταγόνα ασκούνται δύο δυνάμεις. β. Το φορτίο της σταγόνας είναι αρνητικό. γ. Το βάρος της σταγόνας είναι αμελητέο. δ. Η συνισταμένη των δυνάμεων στη σταγόνα είναι μηδέν Σ Λ Σ Σ