На головну

Взаємодія електричних зарядів. Електричне поле. Основні характеристики електричного поля

  1.  A. Траєкторія переміщення кінця електричного вектора серця в тривимірному п ространство протягом кардиоцикла.
  2.  B. Потоки частинок і електромагнітних хвиль, взаємодія яких із середовищем призводить до іонізації її атомів і молекул.
  3.  Event-менеджмент - поняття, основні методи.
  4.  I. Основні богословські положення
  5.  I. ОСНОВНІ Богословська ПОЛОЖЕННЯ
  6.  I. Основні завдання та напрямки роботи бібліотеки
  7.  I. Основні лінгвістичні джерела.

Основні поняття, закони і співвідношення

Електричний заряд. Закон Кулона. Електричне поле. напруженість Е електричного поля (визначення). Формула напруженості поля точкового заряду. Принцип суперпозиції полів. Однорідне поле.

Робота по переміщенню заряду в електричному полі. потенціал .

Потенціал поля точкового заряду.

Теорема про циркуляцію вектора Е. Зв'язок між Е и .

[1] т.2 §§ 1-4, 8, 9; [2] §§ 77-80, 83-86.

Основне завдання електростатики полягає в розрахунку електричного поля, створеного довільним розподілом зарядів. Розрахувати електростатичне поле - це значить в кожній його точці визначити вектор напруженості Е або потенціал .

Основний універсальний метод розрахунку електростатичного поля у вакуумі базується на застосуванні принципу суперпозиції.

У тому випадку, якщо поле створене системою точкових зарядів , Спочатку визначають напруженість Ei (Або потенціал ), яку створює в даній точці кожен із зарядів окремо. На малюнку слід показати розташування зарядів і напрямок векторів Ei в зазначеній точці. Потім за принципом суперпозиції знаходять результуюче поле, т. Е вектор E як геометричну суму векторів:

E = E1+ E2 + E3 + ..., (5.1)

а потенціал результуючого поля як алгебраїчну суму:

 (5.2)

У загальному випадку, коли поле створено довільним розподілом зарядів, необхідно в першу чергу, розділити весь заряд на настільки малі елементи, щоб їх можна було б вважати точковими. Якщо заряд розподілений на нитки, то цю нитку слід розділити на нескінченно малі відрізки довжиною . Заряд такого елемента дорівнює (  - Лінійна щільність заряду). напруженість dE поля цього точкового заряду визначається за відомою формулою. Оскільки напрямок векторів dE від елементів нитки різні, остільки необхідно вибрати координатні осі (дві або три), знайти проекції вектора dE на ці осі і потім за принципом суперпозиції інтеграцією знайти проекції, наприклад, Ех, Еу, Ez вектора напруженості результуючого поля в цікавій для нас точці.

Подібним чином поверхню, по якій безперервно розподілений заряд, слід розділити на малі елементи площею , заряд яких  можна розглядати як точковий. Визначивши за відомою формулою напруженість поля dE, Створюваного виділеним елементом, потім за принципом суперпозиції знаходять результуюче поле.

Приклад 9.

позитивний заряд  рівномірно розподілений по тонкому дротовому кільцю радіуса (Рисунок 2). визначити напруженість E поля в точці , Що лежить на осі кільця на відстані  від його центру 0.

 Рішення:

Розділимо кільце на елементарні (т. Е дуже малі) ділянки d? так, щоб заряд dq кожного такого ділянки можна було вважати точковим. Тоді модуль напруженості dE поля, створюваного виділеним (малюнок 2) точковим зарядом в точці , Дорівнює:

. (5.3)

малюнок 2

Знайдемо проекцію вектора dE на вісь 0Z:

. (5.4)

Відповідно до принципу суперпозиції складемо проекції dEz полів, створюваних в шуканої точці всіма ділянками зарядженого кільця. Межа цієї суми - це вигнутий (контурний) інтеграл:

, (5.5)

де інтегрування проводиться вздовж контуру кільця.

З міркувань симетрії (при рівномірному розподілі заряду по кільцю) слід, що в точці , Що лежить на осі кільця, напруженість поля направлена ??уздовж цієї осі. Отже, її інші проекції дорівнюють нулю Ey = Ex = 0, а модуль дорівнює:

. (5.6)




 Вступ ................................................. ........................................ 5 |  Вступ |  Вступ |  Кінематика матеріальної точки та твердого тіла |  Основне завдання динаміки і методи її вирішення для частинки, системи частинок і твердого тіла |  Закони збереження імпульсу, моменту імпульсу і енергії |  Постійний струм. Закони постійного струму |  Магнітне поле у ??вакуумі |  Силову дію магнітного поля. Робота переміщення провідника із струмом в магнітному полі |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати