
- •Закон Кулона. Принцип суперпозиции Закон сохранения заряда.
- •Теорема Гаусса электростатического поля в вакууме.
- •Расчет полей с центральной, осевой и плоской симметрией.
- •Потенциал, разность потенциалов. Связь разности потенциалов и напряженности.
- •Проводники в электростатическом поле. Напряженность, потенциал и распределение зарядов в проводнике.
- •Типы диэлектриков. Диэлектрики в электростатическом поле. Вектор электрического смешения.
- •Теорема Гаусса для электрического смещения.
- •Условия преломления напряжённости и индукции электрического поля на границе раздела диэлектриков.
- •Электроемкость. Емкость уединенного проводника.
- •Конденсаторы. Расчет емкости плоского, сферического и цилиндрического конденсаторов.
- •11. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов.
- •12. Энергия электростатического поля.
- •1 3. Закон Ома. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома для всей цепи
- •14. Сопротивление проводников. Удельное сопротивление. Зависимость сопротивления проводников от температуры.
- •15. Полупроводники, зависимость сопротивления полупроводников от температуры.
- •32. Электромагнитные колебания. Затухающие колебания. Вынужденные колебания - переменный ток.
- •Закон Био-Савара-Лапласа, его применение к расчету полей.
- •Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов.
- •Сила Лоренца. Определение радиуса траектории периода обращения, шага винтовой траектории при движении частиц в однородном магнитном поле.
- •21. Закон полного тока в вакууме и его применение для расчета поля прямого тока и длинного соленоида.
- •22. Теорема Гаусса для индукции магнитного поля.
- •23. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.
- •24. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Правило Ленца.
- •25. Явление самоиндукции. Индуктивность соленоида, тороида.
- •27. Взаимная индукция. Трансформаторы.
- •29. Закон полного тока для вектора напряженности магнитного поля.
- •30. Условия преломления напряженности и индукции магнитного поля на границе раздела магнетиков.
- •31. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме. Ток электрического смещения.
- •32. Электромагнитные колебания. Затухающие колебания. Вынужденные колебания - переменный ток.
Закон Кулона. Принцип суперпозиции Закон сохранения заряда.
Модуль
силы взаимодействия двух точечных
зарядов в вакууме прямо пропорционален
произведению модулей этих зарядов и
обратно пропорционален квадрату
расстояния между ними
,
где k
= 9*109
м/Ф, а
Принцип
суперпозиции:
Напряжённость электрического поля
системы зарядом равна векторной сумме
направлений полей, которые бы создал
каждый заряд по отдельности
Закон сохранения заряда утверждает, что во время взаимодействия некоторой замкнутой системы с окружающим пространством количество заряда которое выходит из системы через ее поверхность равно количеству заряда поступившего внутрь системы. Другими словами алгебраическая сумма всех зарядов системы равна нулю.
Теорема Гаусса электростатического поля в вакууме.
Поток
вектора напряжённости электрического
поля через любую произвольно выбранную
замкнутую поверхность пропорционален
заключённому внутри этой
поверхности электрическому заряду
Расчет полей с центральной, осевой и плоской симметрией.
а)
На поверхности сферы начинаются
их густота на r
есть
,
Потенциал, разность потенциалов. Связь разности потенциалов и напряженности.
Потенциал электростатического
поля — скалярная величина, равная
отношению потенциальной энергии
заряда в поле к этому заряду
Разность
потенциалов электрическая (для
потенциального электрического поля
то же, что напряжение электрическое)
между двумя точками пространства
(цепи); равна работе электрического
поля по перемещению единичного
положительного заряда
из одной точки поля в другую.
Установить
связь меду напряженностью и разностью
потенциалов для неоднородного поля
можно, используя представление об
эквипотенциальных поверхностях.
Рассчитаем работу, совершаемую
электрическим полем при перемещении
электрического заряда с одной
эквипотенциальной поверхности на
соседнюю по направлению нормали к этой
поверхности. Если расстояние между
поверхностями по нормали
настолько
мало, что на этом участке можно считать
поле однородным, то можно записать
выражение для элементарной работы
через напряженность поля и расстояние
между эквипотенциальными поверхностями:
С
другой стороны, так как
, то работа поля по перемещению заряда
из точки с потенциалом
в точку с потенциалом
равна:
Сравнивая полученные выражения
для работы получим:
В однородном поле
может быть любым. Если
,
то:
Из
выражения следует, что в качестве
единицы напряженности в системе единиц
СИ можно использовать
Проводники в электростатическом поле. Напряженность, потенциал и распределение зарядов в проводнике.
Если
проводник поместить во внешнее
электростатическое поле или зарядить
его, то на заряды данного проводника
будет действовать электростатическое
поле, под действием которого они начнут
двигаться. Движение зарядов (ток) будет
длиться до тех пор, пока не установится
равновесное распределение зарядов,
при котором электростатическое поле
внутри данного проводника обращается
в нуль. Это происходит в течение очень
короткого времени. Действительно, если
бы поле не было равно нулю, то в проводнике
появилось бы упорядоченное движение
зарядов без затраты энергии от внешнего
источника, что не согласуется с законом
сохранения энергии. Значит, напряженность
поля во всех точках внутри проводника
равна нулю:
Если
внутри проводника электрического поле
отсутствует, то потенциал во всех точках
внутри проводника одинаков (
),
т. е. поверхность
проводника в электростатическом поле
является эквипотенциальной.
Это означает, что вектор напряженности
поля на внешней поверхности проводника
направлен по перпендикуляру к каждой
точке его поверхности. Если это было
бы не так, то под действием касательной
составляющей Е заряды
начали бы перемещаться по поверхности
проводника, что, в свою очередь,
противоречило бы равновесному
распределению зарядов.