Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Электростатическое поле в вакууме. Закон Кулона. Напряженность электростатического поля. Основная задача электростатики. Принцип суперпозиции.
|
|
Пространство, окружающее электрический заряд, является потенциальным электростатическим полем.
Заряд существует 2-ух видов: положительный и отрицательный.
Наименьшим зарядом обладает электрон: 
Заряд любого тела кратен заряду электрона: 
Закон сохранения электрического заряда.
В электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов остается неизменной, какие бы процессы не происходили внутри системы.
Закон Кулона.
В такой форме сила Кулона учитывает направление r-векторов:
Напряженность электростатического поля.
Принцип суперпозиции.
Напряжённость электростатического поля системы зарядов в произвольной точке равна векторной сумме напряжённостей полей, созданных каждым зарядом в отдельности
, где 
Линейная плотность заряда: 
[1 
]
Поверхностная плотность заряда: 
[1 
]
Объёмная плотность заряда: 
[1 
]
2. Поток вектора напряжённости электростатического поля. Теорема Гаусса. Примеры её применения для расчёта полей.
Поток вектора напряжённости электростатического поля
Теорема Остроградского-Гаусса.
Поток вектора напряжённости электрического поля через произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме зарядов, находящихся внутри этой поверхности, делённой на электрическую постоянную.
Док-во: 
| R |
| q |
|
|
Физический смысл: источником электрического поля являются электрические заряды.
Пример расчёта полей по теореме Остроградского-Гаусса.
Рассмотрим поле бесконечной однородно заряженной плоскости. Пусть σ - поверхностная плотность заряда и σ =const во всех точках плоскости (причём σ > 0).
Плоскость симметрична, поэтому напряжённость поля в любой точке имеет направление перпендикулярное плоскости. В точках, расположенных симметрично относительно плоскости, напряжённость поля одинакова по величине и противоположна по направлению.
Представим себе цилиндрическую поверхность с образующими перпендикулярными к плоскости и симметричными относительно плоскости основаниями. Площадь каждого основания равна S.
| S |
|
| σ |
|
Поток через поверхность равен 2ES, внутри поверхности заключается заряд σ S.
По теореме Остроградского-Гаусса: 
⇒ 
3. Потенциал электростатического поля. Работа по перемещению заряда в электростатическом поле. Потенциальный характер электростатического поля. Теорема о циркуляции вектора напряжённости электростатического поля.
Рассмотрим поле, созданное неподвижным точечным зарядом q1. Работа по перемещению заряда q2 в электростатическом поле будет равна
A11 = 0
Работа не зависит от способа перехода из одной точки поля в другую ⇒ сила Кулона не консервативна ⇒ электростатическое поле потенциально и работу A12 можно представить в виде
Потенциалом электростатического поля называется потенциальная энергия, которой обладает единичный положительный заряд во внешнем электростатическом поле.
— потенциал точечного заряда
⇒ 
Потенциал численно равен работе, которую совершают силы поля над единичным положительным зарядом при перемещении его из данной точки поля на бесконечность.
Потенциал равнодействующего поля системы зарядов: 
⇒ 
Теорема о циркуляции вектора напряжённости электростатического поля.
Циркуляция вектора напряжённости электростатического поля по произвольному замкнутому контуру равна 0.
Док-во:
A11 = 0 
⇒
|
|
| El |
| α |
Физический смысл: работа электростатического поля по замкнутому контуру равна 0.
4. Силовые линии и эквипотенциальные поверхности. Связь между напряжённостью и потенциалом.
Силовая линия - это воображаемая линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с вектором напряжённости.
5.
6.
|