- •1. Электростатика — раздел электродинамики, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов.
- •Физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют потенциалом φ электрического поля:
- •3. Найдем взаимосвязь между напряженностью электростатического поля, являющейся его силовой характеристикой, и потенциалом — энергетической характеристикой поля.
- •4. Число линий вектора e, пронизывающих некоторую поверхность s, называется потоком вектора напряженности ne.
- •Методика (алгоритм) применения теоремы Гаусса для расчета электрических полей
- •7. Можно представить полную систему уравнений Максвелла в дифференциальной форме (характеризующих поле в каждой точке пространства):
- •8. . Поле равномерно заряженного бесконечного цилиндра (нити). Бесконечный цилиндр
- •17. Поток вектора магнитной индукции, пронизывающий площадку s - это величина, равная:
- •18. В математической формулировке для магнитостатики теорема имеет[2]следующий вид[1][3]:
- •[Править]Обобщение
- •23. Посмотрим, как ведет себя диполь, попав во внешнее электрическое поле. Сначала — в однородное поле с напряженностью (рис. 3).
17. Поток вектора магнитной индукции, пронизывающий площадку s - это величина, равная:
Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток) измеряется в веберах (Вб)
Магнитный поток - величина скалярная.
Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток) равен числу линий магнитной индукции, проходящих сквозь данную поверхность.
Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток) сквозь произвольную замкнутую поверхность равен нулю:
Это теорема Остроградского-Гаусса для магнитного поля.
Она свидетельствует о том, что в природе не существует магнитных зарядов – физических объектов, на которых бы начинались или заканчивались линии магнитной индукции.
18. В математической формулировке для магнитостатики теорема имеет[2]следующий вид[1][3]:
Здесь — вектор магнитной индукции, — плотность тока; интегрирование слева производится по произвольному замкнутому контуру, справа — по произвольной поверхности, натянутой на этот контур. Данная форма носит название интегральной, поскольку в явном виде содержит интегрирование. Теорема может быть также представлена в дифференциальной форме[4]:
Эквивалентность интегральной и дифференциальной форм следует из теоремы Стокса[5].
Приведённая выше форма справедлива для вакуума. В случае применения её в среде (веществе), она будет корректна только в случае, если под j понимать вообще все токи, то есть учитывать и «микроскопические» токи, текущие веществе, включая «микроскопические» токи, текущие в областях размерами порядка размера молекулы (см. диамагнетики) и магнитные моментымикрочастиц (см.например ферромагнетики).
Поэтому в веществе, если не пренебрегать его магнитными свойствами, часто удобно из полного тока выделить ток намагничения (см. связанные токи), выразив его через величину намагниченности I и введя вектор напряжённости магнитного поля
Тогда теорема о циркуляции запишется в форме[6]
где под (в отличие от в формуле выше) имеются в виду т. н. свободные токи, в которых ток намагничения исключен (что бывает удобно практически, поскольку - это обычно уже в сущности макроскопические токи, которые не связаны с намагничением вещества и которые в принципе нетрудно непосредственно измерить)[7].
В динамическом случае - то есть в общем случае классической электродинамики - когда поля меняются во времени (а в средах при этом меняется и их поляризация) - и речь тогда идет об обобщенной теореме, включающей , - всё сказанное выше относится и к микроскопическим токам, связанным с изменениями поляризации диэлектрика. Эта часть токов тогда учитывается в члене .
[Править]Обобщение
Основная статья: Закон Ампера - Максвелла
Основным фундаментальным обобщением[8] теоремы является четвёртое уравнение Максвелла. В интегральной форме оно является прямым обобщением на динамический случай магнитостатической формулы, приведённой выше. Для вакуума[9]:
для среды[10]:
(Как видим, формулы отличаются от приведенных выше только одним добавочным членом со скоростью изменения электрического поля в правой части).
Дифференциальную форму этого уравнения:
(в гауссовой системе, для вакуума и среды соответственно) - также можно при желании считать вариантом обобщения теоремы о циркуляции магнитного поля, поскольку она, конечно, тесно связана с интегральной.