9) Электрический диполь. Напряженность и потенциал поля диполя.

Электрический диполь – это система, двух точечных зарядов +q и –q, жестко связанных между собой и смещенных на расстояние l друг относительно друга. Смещение обоих зарядов характеризуют вектором l , направленным от отрицательного заряда к положительному. Диполь характеризуется электрическим моментом диполя.

Найдем характеристики электрического поля диполя потенциал: .

Напряженность: .

10) Энергия диполя во внешнем поле. Сила и момент сил, действующие на диполь.

Энергия диполя равна: W=-p*E.

Сила, действующая на диполь в неоднородном электрическом поле: F=p*(dE/dx)cos(альфа).

Вращающий момент (момент сил), действующий на диполь во внешнем поле в скалярной и векторной формах: M=p*E*sin(альфа) – скаляр.

M=p*E вектор.

11) Проводники в электростатическом поле. Явление электростатической индукции. Поле вблизи заряженного проводника.

Основная особенность проводников – наличие свободных зарядов (электронов), которые участвуют в тепловом движении и могут перемещаться по всему объему проводника. Типичные проводники – металлы.

В отсутствие внешнего поля в любом элементе объема проводника отрицательный свободный заряд компенсируется положительным зарядом ионной решетки. В проводнике, внесенном в электрическое поле, происходит перераспределение свободных зарядов, в результате чего на поверхности проводника возникают нескомпенсированные положительные и отрицательные заряды . Этот процесс называют электростатической индукцией, а появившиеся на поверхности проводника заряды – индукционными зарядами.

Индукционные заряды создают свое собственное поле , которое компенсирует внешнее поле.

12) Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы.

Электроемкостью системы из двух проводников называется физическая величина, определяемая как отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ между ними: .

Величина электроемкости зависит от формы и размеров проводников и от свойств диэлектрика, разделяющего проводники. Существуют такие конфигурации проводников, при которых электрическое поле оказывается сосредоточенным (локализованным) лишь в некоторой области пространства. Такие системы называются конденсаторами, а проводники, составляющие конденсатор, – обкладками. Простейший конденсатор – система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика. Такой конденсатор называется плоским. Электрическое поле плоского конденсатора в основном локализовано между пластинами ; однако, вблизи краев пластин и в окружающем пространстве также возникает сравнительно слабое электрическое поле, которое называют полем рассеяния.

Электроемкость плоского конденсатора:

13) Энергия заряженного конденсатора. Объемная плотность энергии электрического поля.

Энергия заряженного конденсатора равна работе внешних сил, которую необходимо затратить, чтобы зарядить конденсатор. .

-так же можно использовать эту формулу.

По современным представлениям, электрическая энергия конденсатора локализована в пространстве между обкладками конденсатора, то есть в электрическом поле. Поэтому ее называют энергией электрического поля.

Напряженность однородного поля в плоском конденсаторе равна E = U/d, из этого следует, что данная величина объемная плотность электрической энергии.

.