4. Az elektrosztatikus mező jellemzői

(Búzadarás) Kísérlet:
Vegyünk egy megdörzsölt üvegrudat. Tegyünk fölé egy üveglapot. Öntsünk az üveglapra egy kis étolajat. Az étolajra szórjunk búzadarát (grízt)! Mit tapasztalunk?

Tapasztalat:
A grízszemcsék sajátos elrendeződést mutatnak.
Ez az elrendeződés a műanyag rúd körül kialakuló elektromos erőtér szerkezetét szemlélteti.

Elméleti feladat:
Vizsgáljuk meg egyetlen pontszerű töltés keltette elektrosztatikus mező szerkezetét!

Módszer:
Vegyünk egy egységnyi töltési próbatestet és a pontszerű test tetszőleges helyén mérjük meg, hogy mekkora Coulomb-féle erő hat rá!

Elektromos térerősség = az elektrosztatikus mező adott pontjába helyezett egységnyi pozitív töltésre ható erő nagysága adja a térerősség nagyságát, az erő iránya pedig a térerősség irányát.
Jele: E
Képlete:
`E = F/q`
Mértékegysége: N/C
Elektromos Lorenz-erő: F = E*Q

Feladat:
Rajzoljunk olyan irányított, nyitott görbéket, amelyek
érintői megadják a térerősség irányát,
a sűrűségük pedig a térerősség nagyságát!

Ezeket a görbéket elektromos erővonalaknak nevezzük!

Látható az ábráról, hogy az elektromos erővonalak iránya
a pozitív töltésből kifelé,
a negatív töltésbe befelé mutat!

Speciális, a gyakorlatban sokszor használt elektrosztatikus mező a homogén (egyenletes eloszlású) mező.
(Homogenizált tej esetén a zsírszemcséket eloszlatják. Nem tévesztendő össze a pasztőrözéssel!)
Homogén mező esetén az erővonalak párhuzamosak egymással és az erővonalak sűrűsége mindenütt egyenlő. Ilyen mezőt síkkondenzátor segítségével állíthatunk elő.

Elektromos erővonal sűrűség (elektromos fluxus):
Emlékeztető:
Az erővonalakat úgy szerkesztettük meg, hogy az erővonalakra merőlegesen felvett egységnyi felületen éppen annyi erővonal haladjon át, mint amennyi a térerősség értéke.
Az elektromos fluxus jele: Ψ (pszi, pszichológia jele, Poszeidón (tengeristen) szigonya)
Képlete:
E = Ψ/A
Ψ = E*A

Az elektrosztatikus mező szerkezetét képletek segítségével Maxwell írta le:
Ezek szerint az elektrosztatikus mező forrásos. Nyugvó töltések keltik. (Ezt Gauss-tételnek, vagy Maxwell 1. törvényének hívjuk)
Az elektrosztatikus mező örvénymentes, vagyis az erővonalai nem zártak. (Ez Maxwell 2. törvénye)

Az elektrosztatikus állandó (k) értéke egy másik állandó segítségével is értelmezhető.
Ennek az állandónak a későbbiekben nagy szerepe lesz.
Az állandó neve: a vákuum abszolút dielektromos állandója (vákuum permittivitás).
Jele:ε₀ = epszilon null
ε₀ = 1/(4*π*k)
ε₀ = 8,85*10^-12 C²/(N*m²)

---

Elektrosztatika Igaz-hamis teszt:

NÉV:
Azonosító:
PONT:
Igaz-hamis állítások:

Ssz.	Állítás	Igaz	Hamis	?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.