1.3. Электростатическое поле.
НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ.
По современным представлениям, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле. Это поле оказывает силовое действие на другие заряженные тела. Таким образом, взаимодействие заряженных тел осуществляется не непосредственным их воздействием друг на друга, а через электрические поля, окружающие заряженные тела.
Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:
E = F/q. (1.4).
Рис. 2. Силовые линии кулоновских полей.
Направление вектора напряженности совпадает с направлением Кулоновской силы, действующей на положительный заряд.
Графически электростатическое поле изображают с помощью линий напряженности — линий, касательные к которым в каждой точке пространства совпадают с направлением напряженности.
.
Рисунок. 3. Направление силовых линий.
Величина dФE = EndS (1.5)
называется потоком вектора напряженности через площадку dS. Для произвольной замкнутой поверхности S поток вектора E через эту поверхность: ФE = òSEndS, (1.6.)
где интеграл берется по замкнутой поверхности S.
|
|
Рис. 4. К определению элементарного потока ΔΦ. |
|
Поток вектора Е является алгебраической величиной и зависит не только от конфигурации поля Е, но и от выбора направления.
1.4. Принцип суперпозиции. Электростатических полей.
Согласно принципу суперпозиции электростатических полей, напряженность результирующего поля, создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумме напряженностей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности E = S Ei. (1.7.)
Принцип суперпозиции позволяет рассчитать электростатические поля любой системы неподвижных зарядов.
|
Рис. 5. Принцип суперпозиции электростатических сил. |
Согласно принципу суперпозиции электростатических полей, напряженность результирующего поля, создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумме напряженностей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности E = S Ei. (1.7.)
Принцип суперпозиции позволяет рассчитать электростатические поля любой системы неподвижных зарядов.
1.5. Задачи электростатики.
Задачи сводятся к нахождению характеристик поля по заданному pасположению заpядов в пpостpанстве на основании закона Кулона и пpинципа супеpпозиции полей. В случае непpеpывного pаспpеделения заpядов по телам, их можно свести к системе точечных заpядов. Для этого достаточно заpяженные тела pазбить на бесконечно малые части.