Электростатика.
Способность к электризации. - способность тел притягивать к себе предметы.
Эти тела оказ. заряженными.
Q=ne Q - заряд тела n=1,2,...
Заряды приобретаемые при электризации всегда кратны е и заряды явл. дискретными.
Сущ. три способа электризации тел.
1) Электризация через трение - трибоэлектризаия.
2) Электризация наведением (явление электростатической индукции).
3)Электризация с помощью электритирования.
Электрическ. заряды сохр. на заряженных телах различное время в зависемости от способа электризации в1) и 2) - короткое время , 3) - годы и десятки лет.
В замкгутой системе электриз тел (нет обмена зарядами с внешними телами) алгебраическая сумма эл. зарядов остается постояной при любых процессах происходящих в этой системе.
SQi=const i
Точечный заряд это физич. абстракция.
Точечным зарядом принято называть заряж. тело розмера которого малы по сравнению с расст. до точки исследования.
Одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются.

Зак. Куллона.
Сила взаимодействия междуточечными неподвиж зарядами q1 и q2 прямопропорцианальны величине этих зарядов и обратнопропорц. расст. между ними.
F=kґ((q1q2)/r2 k=1/4pe0 e0=8,85ґ10-12 Ф/M e0 - фундоментальная газовая постоянная назв газовой постоянной. k=9109 M/Ф

Зак. Куллона (в другом виде)
F=(1/4pe0)ґзq1q2з/r2 вакуум e=1
F=(1/4pe0)ґзq1q2з/er2 для среды e№1
Если точечн. заряд поместитьв однородн. безгранич.среду куллоновская сила уменьшится в e раз по сравнению с вакуумом. e - диэлектр. проницаемость среды.
У любой среды кроме вакуума e>1.
Зак. Куллона в векторной форме.
Для этого воспользуемся единичным ортом по направлению вдоль расстояния между двумя зарядами.
_ _ _ _ er=r/r r =erґr

_ _
F=(1/4pe0)ґ(зq1q2зґr)/r3 векторная форма
В Си - сист единица заряда 1Кл=1Аґс
1Куллон - это заряд, протекаемый за 1 с через все поперечное сечение проводника, по которому течет то А с силой 1А.
Зак.Куллона может быть применен для тел значительных размеров если их разбить на точечные заряды.
Кулл. силы - центральные, т.е. они направлены по линии соед. центр зарядов.
Зак. Куллона справедлив для очень больших расстояний до десятков километров. При уменьш. расст. до 10-15 м справедлив, при меньших несправедлив.

Электростатич. поле.

Хар. электростатич.поля.

_ _
(Е, D, j)
В пространстве вокруг эл. зарядов возникает электростатическое поле
(заряды не подвиж.).
Принято считать, что электростатическое поле является объективной реальностью. Обнаружить поле можно с помощью пробных электрических зарядов.
Пробн., полож., точечный заряд должен быть таким, чтобы он не искажал картины иследуемого поля.

Напр. электростатич. поля.
_
Е - напряженность электростатического поля. Напряженность электростатического поля является силовой характеристикой.
_ Напр. поля в данной
Е=F/q0 точке пространства явл. физ. вел. численно равная силе (куллоновск.) действ. в данной точке на единичный неподвижный пробный заряд.
[E]=H/Кл [E]=В/м
Силовая линия - линия, в каждой точке которой напр. поля Е направлена по касательной.

Силовые линии строят с опред. густотой соответствующей модулю напр. поля: через площадку 1 м2 проводят количество линий Е равное модулю Е.

При графическом представлении видно, что в местах с более густым располож. Е напр. больше.
Вывод формул для напр. поля точечн. заряда. q - заряд создающий поле. q0 - пробн. заряд.
Е=(1/4pe0)ґ(qґq0)/(r2ґq0)
E=(1/4pe0)ґq/r2
Из E=(1/4pe0)ґq/r2 следует что Е зависет прямопропорцианально величине заряда и обратнопропорц. расст. от заряда до т. исследов.

В однородн. безгр. среде с e№1
(e>1) напр. поля уменьш. в e раз.
E=(1/4pe0)ґq/er2
_
E=(1/4pe0)ґq2/r3

Электрическое смещение.

_
Опред. формулой для D явл. следущее в данной т. среды электрическое смещение численно равно произвед. диэлектр. проницаемости, эл. постоянн. и напр. поля.

_
D­ ­E D=ee0E
[D]=Кл/м2
Напр. эл. поля завсет от e среды поэтому при наличии несколбких граничащих диэлектриков на границе разрыва двух сред напр. поля меняется скачком
(линии

_ вектора Е терпят разрыв).

_
Вектор D не завис. от e среды т.е. явл. однаков. по величине

_ во всех средах т.е. скачка D нет , разрыва нет.

_
Покажем что D независ от e.
D=ee0ґ(kq)/(e0ґr2)
D=(1/4p)ґq/(eґr2)

Потенцеал поля.
Силы электростатич. поля консервативные т.е. независ. от траэктории движения заряда.
_
F=- gradП
Fx= -¶П/¶x аналогич Fy и Fz
1) F= - dП/dr
Для электростатич. сил F=f(r).
Воспользуемся этой зависемостью для введения третей характеристики поля - потенцеала.
Преобр. 1)
2) dП= - Fdr F - куллоновская сила взаимодействия между двумя точечн. зарядами q и q0.
F=k(чqq0ч/r2) Подставим F в 2) и проинтегрируем лев. и прав. часть.
3) тdП=т -k(чqq0ч/r2)dr из 3)
П= -kчqq0чтdr/r2=
=kчqq0чґ(1/r)+C
Разделим лев. и прав. часть 4) на q0.
5) j=П/q0=(1/4pe0 )ґ(q/r)+C
6) j=П/q0 Потенцеал поля в данной точке численно равен потенцеальной энерии пробного заряда помещенного в данную точку.
[j]=B=Дж/К
7) j=(1/4pe0 )ґ(q/r) при j=0 r®Ґ , j ~ d при r=const , j ~1/r при q=const
При q>0 j>0 +
При q>l, p=ql, e=1 , r=OC
E - ?
_ чEч=2Пр.Е+
Е+=Е_ в силу симметрии зар.
Е+=Е_=k(q/(rў)2)
E+/E_=cosa=l /2rў
Пр.Е+=Пр.Е_=Е(l /2)
E=2Пр.Е+=2Пр.Е
Пр.Е+=Е+сosa=(kq/(rў)2)ґ ґl/2rў

_
Пр.Е+/E+=cos aE+ rў~r при r>>l
E=2(kq/(rў)2)ґl=kql /(rў)3=
=kp/r3
(неправильно)
E=k(p/r3)

_ _

Потоки D и Е.
Пусть электростатическое поле будет однородно т.е. такое

_ поле у котор. D=const и все линии поля пп по направлению , введ. в это поле плоск. поверхность площадью S, строем нормаль.

_
Пр.D=Dncosa

_ поток D FD=DcosaґS

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки