Поле равномерно заряженной сферы.

Тема занятия: Решение задач по электростатике

Электростатика – раздел электродинамики, изучающий покоящиеся                               электрически заряженные тела.

Существует два вида электрических зарядов: положительные (стекло о шелк)                    и отрицательные (эбонит о шерсть)

разноименные заряды                                             одноименные заряды

 

элементарный заряд – минимальный заряд (е = 1,6∙10^-19 Кл)

Заряд любого тела кратен целому числу элементарных зарядов: q = N∙е

Электризация тел – перераспределение заряда между телами.

Способы электризации: трение, касание, влияние.

Закон сохранения электрического заряда – в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной.

q_{1 +} q ₂ + q ₃ + …..+ q_n = const

Пробный заряд – точечный положительный заряд.

Закон Кулона (установлен опытным путем в 1785 году)

Сила взаимодействия двух неподвижныхточечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.

F = k∙ q1 × q2

®                               ®

= -            по 3-му закону Ньютона

R 2                                                F1                            F2

 

В СИ: k =

 

1

4pe ₀

q₁ и q₂ - заряды; R - расстояние между зарядами;

k - коэффициент пропорциональности, равный силе взаимодействия единичных зарядов на расстоянии, равном единице длины.

= 9·10⁹ Н·м²/Кл²; ε₀-электрическая постоянная; ε₀= 8,85·10^-12 Кл²/Н·м²

Закон Кулона в диэлектрической среде:                 F = k∙ q1 × q2

e R ²

ε - диэлектрическая проницаемость среды, характеризующая свойства среды. В вакууме ε =1, в воздухе ε ≈1

Электрическое  поле – вид материи, осуществляющий взаимодействие                            между электрическими зарядами, возникает вокруг зарядов, действует только на заряды.

                                          Характеристики электрического поля

®

силовая (напряженность Е )                              энергетическая (потенциал φ)

Напряжённость - векторная физическая величина, равная отношению силы F, с которой электрическое поле действует на пробный точечный заряд q, к значению этого заряда. ® ® F Е = , [E]= Н/Кл = В/м q Направление вектора напряженности совпадает с направлением вектора силы, действующей на положительный заряд, и противоположно направлению силы, действующий на отрицательный заряд.

Потенциал электростатического поля - отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду φ = W ï , [φ] = Дж/Кл = 1 В q φ - скалярная величина, определяющая потенциальную энергию заряда в любой точке эл. поля. Wn= qЕd ; φ = Еd Wn; φ – зависят от выбора нулевого уровня

Принцип суперпозиции полей

Если в данной точке пространства различные заряды создают электрические поля ®                                                                                                            ®    ® напряженности, которых Е1 , Е2 , Е3 … и т.д., то результирующая напряженность поля в этой точке равна векторной сумме напряжённостей отдельных полей. ®                                                                               ®       ®       ®                        ® Е = Е1 + Е2 + Е3 + …+ Е n

Если в данной точке пространства различные заряды      создают    электрические                   поля потенциалы, которых φ1,  φ2,  φ3       и т.д., то результирующий потенциал в этой точке равен алгебраической сумме потенциалов всех полей. φ = φ1 + φ2 + φ3 + … (знак потенциала определяется знаком заряда: q > 0, φ > 0; q < 0, φ < 0)

Силовые линии напряженности электрического поля – непрерывные линии, касательные к которым в каждой точке, через которые они проходят, совпадают с вектором напряженности.                                              Е

Свойства силовых линий:

- не замкнуты;

- не пересекаются;

- непрерывны;

- направление совпадает с направлением вектора напряжённости;

- начало на + q или в бесконечности, конец на – q или в бесконечности;

- гуще вблизи зарядов (где больше напряжённость).

- перпендикулярны поверхности проводника

 

Поле точечного заряда

Модуль напряжённости.			Потенциал.
Е = k∙  q e R2			φ = ± k∙  q e R

Поле равномерно заряженной сферы.

(R – радиус сферы; r – расстояние от центра сферы до точки поля)

	модуль напряжённости	потенциал
внутри сферы (r < R)	Е = 0	φ = ± k∙ q R
на поверхности сферы (r = R)	Е = k∙ q R2	φ = ± k∙ q R
вне сферы (r > R)	Е = k∙ q   = k∙            q r  2                                   (R + a)2  , где а – расстояние от поверхности шара до точки поля	φ = ± k q = k∙            q r                                      (R + a)

Поле внутри вещества

---

Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 44; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!