Главная | Обратная связь

Графическое изображение электрических полей.

Закон сохранения электрических зарядов.

В замкнутой системе при любых взаимодействиях заряженных тел (зарядов),входящих в систему алгебраическая сумма зарядов есть величина постоянная, которая не зависит от взаимодействия этих зарядов внутри системы и тех процессов, происходящих внутри системы.

Закон Кулона.

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Кулоновская сила действует вдоль прямой,соединяющей центры зарядов

Закон Кулона в векторной форме:

 

 

Заряды неподвижные относительно друг друга!В др.случае закон Кулона не работает.

Если заряды взаимодействуют в вакууме или в воздухе,то:

 

,гдек-коэффициент пропорциональности =9*10⁹Н*м²/Кл²

 

Е- диэлектрическая проницаемость среды- величина, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия зарядов в вакууме больше, чем в среде.

 

Единица электрического заряда
1 Кл - заряд, проходящий за 1 секунду через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А.
Элементарный заряд:

 

Электростатическое поле- поле неподвижного электрического заряда.

 

Свойства:

Материально, существует независимо от нас и наших знаний, обладает энергией, распространяется до бесконечности со скоростью света.

Электрическое поле можно обнаружить с помощью пробного заряда, внесенного в данную точку поля.

Пробный заряд-который всегда по знаку положителен, по величине настолько мал, что своим присутствием не искажает того внешнего поля, в которое он внесен.С увеличением электрического заряда увеличивается сила, действующая на него, а отношение силы, к величине пробного заряда останется величиной постоянной и эту постоянную величину взяли для характеристики электрического поля.

Напряженностьданной точки электростатического поля есть величина, равная силе со стороны поля , действующей на единичный пробный заряд, помещенный в данную точку поля.

Величина векторная и является силовой характеристикой поля.

По направлению совпадает с направлением силы, действующей на единичный пробный заряд, помещенный в данную точку поля.

 

Напряженность поля точечного заряда:

 

-для вакуума или воздуха

 

-для среды

 

 

E – [Н/Кл или Вт/м]

 

 

Принцип суперпозиции электрических полей:

Результирующая напряженность в данной точке поля равна векторной сумме напряженностей, созданных каждым зарядом в отдельности.

Вектора складываются попарно.

 

2билет.

 

графическое изображение электрических полей.

 

 

 

Силовые линии поля (линии напряженности)- это линии касательные, к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора напряженности электростатического поля

Свойства линий напряженности:

-Начинаются на «+» и заканчиваются на «-» если заряды связанные

Начинаются на «+» и уходят в бесконечность или приходят из бесконечности и заканчиваются на «-» если заряды несвязанные

-Линии напряженности не пересекаются, потому что напряженность в данной точке имеет 1 величину.

-Линии напряженности перпендикулярны поверхности проводника

-Перпендикулярны эквипотенциальным линиям (поверхности)

-Всегда направлены в сторону убывания потенциала

-Величина силовых линий определяется величиной напряженности.

Однородное электрическое поле- поле, в котором напряженность одинакова по величине и направлению

Густота силовых линий говорит о величине напряженности(чем гуще, тем больше значение напрчженности)

 

Поток вектора напряженности -величина скалярная, является алгебраической величиной, которая зависит не только от конфигурации поля напряженности, но и от выбора направления вектора положительной нормали , при этом для замкнутых поверхностей за «+» направление нормали принимается направление наружной области, которая охватывает данную поверхность

 

Полное число силовых линий, проходящих через поверхность S называется потоком вектора напряженности Ф_Е через эту поверхность

Ф = [Н/Кл]

 

3 билет.

 

Теорема Гаусса

 

Поток вектора напряженности электростатического поля сквозь замкнутую поверхность площадью S равен алгебраической сумме зарядов находящихся внутри этой замкнутой поверхности деленной на электростатическую постоянную(e₀)

 

1.Данный заряд окружаем поверхностью правильной геометрической формы

2.Определяем поток вектора напряженности сквозь эту поверхность по формуле:

 

3. Определяем поток:

 

4.Приравниваем потоки:

 

Применение теоремы Гаусса:
Бесконечная плоскость заряжена с постоянной поверхностной плотностью ( — заряд, приходящийся на единицу поверхности).

Линии напряженности перпендикулярны рассматриваемой плоскости и направлены от нее в обе стороны. В качестве замкнутой поверхности мысленно построим цилиндр, основания которого параллельны заряженной плоскости, а ось перпендикулярна ей. Так как образующие цилиндра параллельны линиям напряженности (cosα = 0),то поток вектора напряженности сквозь боковую поверхность цилиндра равен нулю, а полный поток сквозь цилиндр равен сумме потоков сквозь его основания (площади оснований равны и для основания E_n совпадает сE), т.е. равен 2ES.

 

Заряд, заключенный внутри построенной цилиндрической поверхности, равен σS. Согласно теореме Гаусса , откуда

 

Из формулы вытекает, что Е не зависит от длины цилиндра, т. е. напряженность поля на любых расстояниях одинакова по модулю, иными словами, поле равномерно заряженной плоскости однородно.