Закон сохранения электрического заряда. Что является носителем электрического заряда?
В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остаётся постоянной:
|
Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.
С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e.
Напряжённость электрического поля. Какой характеристикой электрич. поля она является?
Напряжённостью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещённый в данную точку пространства, к величине этого заряда:
|
Силовая характеристика.
Принцип суперпозиции электростатических полей. Привести примеры.
Если поле образовано не одним зарядом, а несколькими, то силы, действующие на пробный заряд, складываются по правилу сложения векторов. Поэтому и напряжённость системы зарядов в данной точке, поля равна векторной сумме напряжённостей полей от каждого заряда в отдельности.
|
(13.3) |
Рис. 2.1
Согласно
принципу суперпозиции электрических
полей можно найти напряжённость в любой
точке А поля двух точечных зарядов
и
(рис.
13.1). Сложение векторов
и
производится
по правилу параллелограмма. Направление
результирующего вектора
находится
построением, а его абсолютная величина
может быть подсчитана по формуле
Силовые линии напряжённости электрического поля.
Для
того чтобы описать электрическое
поле, нужно задать вектор напряжённости
в каждой точке поля. Это можно сделать
аналитически или графически. Для этого
пользуются силовыми
линиями
– это линии, касательная к которым в
любой точке поля совпадает с направлением
вектора напряжённости
Силовой линии приписывают определённое направление – от положительного заряда к отрицательному, или в бесконечность.
В
случае точечного заряда, линии
напряжённости исходят из положительного
заряда и уходят в бесконечность; и из
бесконечности входят в отрицательный
заряд. Т.к.
Для
системы зарядов силовые линии направлены
от положительного заряда к отрицательному.
Густота
силовых линий должна быть такой, чтобы
единичную площадку, нормальную к
вектору напряжённости пересекало
такое их число, которое равно модулю
вектора напряжённости
Теорема Остроградского-Гаусса. Формулировка. Для чего она служит?
Поток вектора напряжённости электрического поля через замкнутую поверхность в вакууме равен алгебраической сумме всех зарядов, расположенных внутри поверхности, делённой на ε0.
– это ещё одна форма записи теоремы Остроградского–Гаусса, если заряд неравномерно распределён по объёму.
Теорема о циркуляции вектора напряжённости электростатического поля. Как вычисляется циркуляция вектора напряжённости электростатического поля по заданному контуру?
Интеграл
Теорема о циркуляции вектора Е: Циркуляция вектора напряжённости электростатического поля по произвольному замкнутому контуру тождественно равна нулю.
|
(рис.
2.1).
то
и густота силовых линий обратно
пропорциональна квадрату расстояния
от заряда. Т.к. площадь поверхности
сферы, через которую проходят эти
линии сама возрастает пропорционально
квадрату расстояния, то общее число
линий остаётся постоянным на любом
расстоянии от заряда.
,
т.е.
–
теорема
Остроградского–Гаусса
для нескольких зарядов.
rdr
=
- называют циркуляцией вектора Е.