18. Электрическое поле. Напряжённость поля

Пробный заряд. Напряжённость электрического поля. Системы зарядов (принцип суперпозиции).

• Пробным зарядом - называется электрически заряженное тело, удовлетворяющее следующим требованиям:

1) величина заряда должна быть настолько мала, чтобы практически не приводить к перераспределению электрического заряда на телах, поле которых исследуется с помощью пробного заряда;

2) размеры пробного заряда должны быть настолько малы, чтобы все его части были погружены в точки, где исследуемое поле одинаково.

• Напряжённость электрического поля -  векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы, действующей на неподвижный точечный заряд, помещённый в данную точку поля, к величине этого заряда:

• Принцип суперпозиции

Результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть векторная сумма воздействия этих сил.

19. Потенциал электростатического поля. Связь между напряжённостью и потенциалом электростатического поля

Потенциальность электростатического поля. Работа поля при переносе пробного заряда. Потенциальная энергия точечного заряда. Разность потенциалов. Потенциал точки электростатического поля. Потенциал системы точечных зарядов (принцип суперпозиции). Связь между напряжённостью и потенциалом электростатического поля. Теорема о циркуляции вектора напряжённости электростатического поля.

• Скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию, которой обладает единичный положительный пробный заряд, помещенный в данную точку поля.

• Работа поля при переносе пробного заряда

• Потенциальная энергия точечного заряда

• Разность потенциалов

• Потенциал точки электростатического поля

• Потенциал системы точечных зарядов

• Связь между напряжённостью и потенциалом электростатического поля

напряженность равна градиенту потенциала

• Циркуляция вектора напряжённости электростатического поля по любому замкнутому контуру равна нулю

20. Теорема Гаусса

Поток вектора напряжённости электростатического поля. Теорема Гаусса. Уравнения Максвелла в электростатике (в интегральной форме): теорема о циркуляции, теорема Гаусса.

• Поток вектора напряжённости электростатического поля – полное число силовых линий, проходящих через поверхность поля.

• Теорема Гаусса

Поток вектора напряжённости электрического поля через любую произвольно выбранную замкнутую поверхность пропорционален заключённому внутри этой поверхности электрическому заряду.

- полный заряд, – электрическая постоянная.

• Уравнения Максвелла в электростатике

теорема Гаусса
Теорема о циркуляции

21. Электростатика проводников

Электростатическая индукция. Электростатическая защита. Потенциал уединенного проводника. Электроёмкость проводника. Конденсатор. Виды конденсаторов: плоский, цилиндрический, сферический. Электроёмкости различных видов конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора.

Общая электроёмкость при последовательном и параллельном соединении конденсаторов. Энергия электростатического поля

• Электростатическая индукция - При внесении незаряженного проводника во внешнее электрическое поле свободные заряды начинают двигаться и через небольшое время приходят в равновесие. Создается стационарное распределение зарядов, при котором на одной стороне проводника образуется избыток отрицательных зарядов, а на другой — избыток положительных.

• Электростатическая защита – экранирование тел от влияния внешних электростатических полей.

• Потенциал уединенного проводника

• Электроёмкость проводника -

• Конденсатор - двухполюсник с постоянным или переменным значением ёмкости и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.

• Плоский конденсатор - система из плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика.

• Цилиндрический конденсатор - система из соосных проводящих цилиндров.

• Сферический конденсатор — это система из концентрических проводящих сфер, разделенных диэлектриком.

• Электроёмкости различных видов конденсаторов

Плоский конденсатор -

Цилиндрический конденсатор –

Сферический конденсатор -

• Энергия заряженного конденсатора

• Общая электроёмкость при последовательном и параллельном соединении конденсаторов

Последовательное:

Параллельное:

• Энергия электростатического поля