proiect la fizica

1. Profesor îndrumător: Ghiță Apostol
Hainal Ana Ecaterina
Clasa a x –a s
Data : 19.05.2015

2. Câmpul electric
Definitie-se numește câmp electric o
regiune din spațiu, limitată sau nelimitată,
unde în fiecare punct se face simțită
acțiunea unei forțe electrice determinate
în modul, direcție și sens.

3. Sarcina electrică
 Sarcina electrică sau cantitatea de electricitate este o mărime fizică ce
exprimă o proprietate fundamentală a particulelor subatomice, care le
determină acestora interacțiunile electromagnetice. Materiaîncărcată electric
este influențată de câmpul electric, și în același timp produce câmp electric.
Interacțiunea dintre o sarcină în mișcare și un câmp electromagnetic este
sursa forței electromagnetice, care este una dintre cele patru forțe
fundamentale. O "distrugere" a sarcinilor electrice, nu este posibilă; este
vorba de "conservarea" sarcinilor (formă de energie).
-câmp electric al unei sarcini-punct pozitive și al
uneia negative.

4. Propritățile sarcinii electrice
a) Existența ei în cele două forme – numite sarcină pozitivă și sarcină
negativă
b)Conservarea sarcinii electrice
c) Structura granulară a sarcinii electrice
d) Interacțiunea electrostatică

5. Legea conservarii sarcinii electrice
Forma integrala a legii:
 Conform acestui principiu, un transport de sarcina electrica printr-o suprafata inchisa , sub forma unui
curent electric, trebuie sa determine o modificare a sarcinii totale din interiorul suprafetei respective. Acest
fapt reprezinta legea conservarii sarcinii electrice, cu urmatorul enunt:curentul de conductie total care
strabate o suprafata inchisa arbitrara  este egal, si de semn opus, cu viteza de variatie a sarcinii libere totale
Q din volumul delimitat de suprafata respectiva
 Membrul stang reprezinta curentul total prin suprafata inchisa , iar Q sarcina totala din interiorul acestei;
elementul de suprafata ds este orientat catre exteriorul suprafetei (Fig.1). Sa presupunem ca sarcina totala Q
din interiorul lui  este pozitiva si ca are loc un transport de sarcina pozitiva prin  catre interior; atunci
J.ds<0, iar dQ >0, deoarece sarcina totala din interiorul lui  creste. Pentru a pune in acord aceste semne, in
membrul drept al rel.(1) este necesar un.
 Fig.1

6.  Spre exemplu, in Fig.2 este reprezentat un condensator initial incarcat, care se descarca printr-un conductor metalic care
uneste cele doua armaturi ale sale. Conductorul este strabatut de un curent electric a carui intensitate este egala cu viteza de
variatie a sarcinii inchise de suprafata , i= -dQ/dt.
Forma integrala pentru medii in repaus:
Daca sarcina din volumul inchis de  este repartizata volumic, cu densitatea de volum v, relatia devin
Pentru medii in stare de repaus sarcina electrica din interiorul lui  poate varia numai prin variatia locala a lui v si deci relatia
precedenta se poate scrie in forma
Aplicand membrului stang teorema lui Gauss-Ostrogradski, obtinem
care reprezinta forma locala a legii conservarii sarcinii electrice pentru corpuri in repaus. Forma integrala pentru medii in
miscare:pentru corpuri in miscare suprafata  trebuie considerata ca fiind atasata acestor corpuri, adica in miscare odata cu
ele. Atunci derivata in raport cu timpul din membrul drept al legii se efectuaeza dupa relatia
unde v este viteza de deplasare a corpurilor. Aplicand termenului al doilea din membrul drept teorema lui Gauss-Ostrogradski si
inlocuind rezultatul in obtinem respectiv
Se observa ca fata de cazul mediilor in repaus, la densitatea curentului de conductie se mai adauga un termen,
Jc=vv, determinat de deplasarea corpurilor incarcate electric, numit densitatea curentului de convectie.

7. James Clerk Maxwell (1831 – 1879)
A fost un fizician teoretician şi matematician scoţian, renumit pentru ecuaţiile sale care
au pus bazele electrotehnicii, datorită căreia există astăzi televizorul,
telecomunicaţiile, electronica şi multe altele. Mai multe detalii, în continuare.
Cercetările lui Maxwell au „unit” câmpul electric cu cel magnetic în ceea ce numim
noi azi câmpul electromagnetic. Maxwell a fost considerat de mulţi fizicieni ca fiind
omul cu cea mai mare influenţă asupra fizicii secolului XX, munca sa fiind
considerată la fel de importantă precum cea a lui Newton. Albert Einstein spunea că
o eră din ştiinţă a luat sfârşit şi o alta a început odată cu Maxwell.
 Maxwell este şi cel care a susţinut printre primele cursuri de fizică experimentală la
Universitatea Cambridge, deoarece pe vremea aceea fizica era predată doar la
catedră, iar experimentele erau doar povestite. Scoţianul a luptat pentru introducerea
muncii de laborator, susţinând nevoia şi utilitatea acesteia şi rolul ei ajutător în ceea
ce priveşte înţelegerea fenomenelor fizice.


8. Intensitatea câmpului electric
 În fizică, prin cîmp electric se înțelege starea unei regiuni a spațiului, manifestată prin
proprietatea că un mic corp încărcat electric, plasat în această regiune este supus acțiunii unei
forțe care nu s-ar exercita dacă corpul nu ar fi încărcat.
 Unitatea de măsură a cîmpului electric este N/C (newton pe coulomb). Această unitate este
echivalentă cu V/m (volt pe metru). Matematic, cîmpul electric este un cîmp tridimensional de
vectori.
 Conceptul de cîmp electric a fost introdus de Michael Faraday și preluat de Maxwell care a
formulat cantitativ acest concept.
Câmpul produs de două sarcini punctiforme, egale ca mărime dar de semn contrar. Punctul roşu reprezintă
sarcina pozitivă, iar cel verde sarcina negativă.

9. Intensitatea
Utilizeaza legea lui Coulomb, puteți constata faptul că raportul dintre forța cu care câmpul electric generat
de o sursa punctiformă (corp de dimensiuni neglijabile, cu sarcina Q), actionează asupra unui corp de
probă (cu sarcina q, adus la distanța r de sursa de câmp), este independent de valoarea sarcinii corpului de
probă.
Se evidentiaza astfel posibilitatea definirii unei marimi fizice vectoriale pentru a caracteriza campul electric in
fiecare punct al sau. Aceasta marime fizica vectoriala se numeste intensitatea campului electric.Intr-un punct
oarecare al campului generat de o de susa punctiforma in repaus, cu sarcina Q, intensitatea campului are
expresia:
 vectorul intensitate a campului, , avand directia vectorului (ce indica pozitia punctului fata de sursa de
camp) si sensul fortei cu care campul actioneaza asupra unui corp de proba cu sarcina pozitiva :
 pentru Q>0, campul este repulsiv, corpul de proba fiind respins in acel camp
 pentru Q<0, campul este atractiv, corpul de proba fiind atras de sursa de camp.

10.  Linia de cậmp electric este curba tangentă în orice
punct la intensitatea cậmpului electric E . Linia de
cậmp electric are sensul de la sarcina electrică
negativă spre sarcina electrică pozitivă. Imaginea
liniilor de cậmp electric dintr-o secțiune prin cậmpul
considerat se numeşte spectru electric.

11. Energia câmpului electric
 Energia înmagazinată în câmpul electric într-un volum v
este:

12. Potenţialul câmpului electric
 Potențialul electric denumit și potențial electrostatic este
o mărime fizică de tip câmp scalar ce caracterizează câmpul
electric. Potențialul electric al unui punct din spațiu este egal cu
raportul dintre lucrul forței electrice necesar pentru deplasarea
unui corp de probă încărcat cu o sarcină electrică din acel punct
până la infinit și sarcina electrică a corpului de probă.
Echivalent, potențialul electrostatic este raportul
dintre energia potențială electrostatică a unui corp încărcat
electric, asociată poziției sale în câmpul electric, și sarcina
electrică a corpului.

13. Lucrul mecanic în câmp electric
Se consideră câmpul electric generat de sarcina Q, în care se deplasează sarcina
de probă . Lucrul mecanic efectuat de forța
Unde: vectorul de poziție al sarcinii ,
considerate punctuale;
vectorul deplasare al sarcinii;
Rezultă:
Această formulă sevește la definirea potențialului electric:

14. Capacitate electrică
 În electricitateși electromagnetism, capacitatea electrică este o mărime
fizică scalară care exprimă proprietatea corpurilor conductoare, de a
înmagazina și păstra sarcini electrice. Măsura ei se definește prin raportul
dintre sarcina electrică a corpului izolat și potențialul său, exprimat față de
un punct depărtat la infinit de potențial nul.Capacitatea electrică este
numeric egală cu sarcina electrică care produce o variație unitară
a potențialului electrical unui conductor electric izolat. Unitatea de măsură,
în SI este faradul, notat prin litera F. Capacitatea electrică, este principala
caracteristică a dispozitivelor (elementelor de circuit electric)
numite condensatoare.

15. Caz general
 Pentru o configurație oarecare , a două corpuri conductoare
separate de un mediu dielectric, capacitatea electrică a
sistemului se calculează cu ajutorul formulei:
Pentru vid, formula de mai sus devine:
Unde D vectorial este vectorul inducție electrică iar E vectorial reprezintă
vectorul intensității câmpului electric

16. Bibliografie:
 www.wikipedia.com
 www.google.com
 Cartea de Fizică

17. Vă mulțumesc
pentru atenție !!!