Электростатическое поле в вакууме
Электрический заряд
Свойства:
1.Электрический заряд – инвариантная величина (по определению)
2.Существует два вида заряда: “+” и ‘”–”
3.Заряд – дискретная величина: q n | e |
4.Выполняется закон сохранения заряда:
В любой электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов не изменяется
Электростатическое поле в вакууме
Закон Кулона
F12 |
+ |
|
+ |
F21 |
1 |
|
|
q q |
|
|
r12 |
|
||
|
1 |
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|||||
|
|
|
F12 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
4 |
0 |
|
r2 |
|
|
r |
|
||
|
F12 |
F21 |
|
|
|
|
12 |
|
12 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 4 0 10 7 c2 |
9 109 м/Ф |
||||||||
c – скорость света
Электростатическое поле в вакууме
Электрическое поле
|
|
Всякий электрический заряд q изменяет |
|
|
свойства окружающего его пространства – |
|
F |
создает электрическое поле. |
|
Это поле проявляет себя в том, что |
|
|
|
|
q |
|
помещенный в какую-либо его точку другой, |
|
|
“пробный”, заряд испытывает действие силы. |
EF q
E – напряженность электрического поля
Электростатическое поле в вакууме
Напряженность поля точечного заряда Закон Кулона в полевой форме
|
E |
1 |
|
q r |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
4 0 |
|
r2 r |
||||
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
q
F q E
Электростатическое поле в вакууме
Принцип суперпозиции
Напряженность поля точечных зарядов равна сумме напряженностей полей отдельных зарядов.
1 |
|
|
q |
|
ri |
||
E Ei |
|
|
|
i |
|
|
|
4 |
0 |
r2 |
|
r |
|||
|
|
|
i |
|
i |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Электростатическое поле в вакууме
Распределение зарядов
|
dq |
|
dq |
|
|
||
dV |
|
dV |
|
|
|
|
dq |
dq |
|
dS |
dS |
||
|
dq |
dq |
|
dl |
||
dl |
объемная плотность заряда
поверхностная плотность заряда
линейная плотность заряда
Электростатическое поле в вакууме
Поток вектора напряженности
|
n |
d EdS EdS cos |
|
|
|
dS |
E |
d – поток вектора напряженности через dS |
|
|
dS ndS – векторный элемент поверхности |
Электростатическое поле в вакууме
Поток вектора напряженности
E |
S |
EdS – поток вектора напряженности |
|
E |
|||
|
через S |
S
E
dS
E |
EdS – поток вектора напряженности |
|
S |
||
E |
s |
через замкнутую поверхность S |
|
||
|
|
|
Электростатическое поле в вакууме
Теорема Гаусса
|
E dS |
q(i) |
– теорема Гаусса |
|
|
0 |
|||
S |
(интегральная форма) |
|||
|
qi
q(i) |
– алгебраическая сумма зарядов, |
|
охватываемых поверхностью S |
Электростатическое поле в вакууме
Теорема Гаусса
1 |
E dS |
1 q(i) |
|
V |
0 |
V |
|
|
V 0 V |
|
|
||
1) |
lim |
1 |
|
EdS divE – дивергенция вектора |
E |
|
|
||||
|
lim |
q(i ) |
|
||
2) |
V |
|
|
||
|
V 0 |
|
|
||
divE 0 |
– теорема Гаусса |
|
(дифференциальная форма) |
|
|