17. Электрическая индукция. Теорема Гаусса для поля вектора d. Дифференц. Формы.

Электрическая индукция – векторная величина, характеризующая электрич. Поле и равная сумме двух векторов различной природы: напряженности электрического поля E – главной характеристики поля и поляризации среды P, которая определяет электрическое состояние вещества в этом поле.

Заряженное тело содержит в себе так называемые свободные заряды: электроны или положительно заряженные (отрицательно) заряженные ионы. Электрический диполь также содержит в себе отрицательный и положительный заряды. Эти заряды называются связанными. Во внешнем электрическом поле E₀ диполи ориентируются и связанные заряды q’ остаются некомпенсированными на противоположных поверхностях диэлектрика. Они создают внутри диэлектрика электростатическое поле, вектор напряженности которого E’ противоположен вектору напряженности E₀ внешнего поля, созданного свободными зарядами q. Если поместить в пространстве между заряженными поверхностями диэлектрик, то в результате внутри диэлектрика суммарное поле меньше напряженности поля, создаваемого зарядами в вакууме, и равно E=E₀-E’. Связанные заряды q’, как и свободные q, служат источниками линий электрического поля. Поэтому теорему Гаусса с учетом связанных зарядов следует представлять в виде . Введем вектор электрического смещения или вектор электрической индукции , тогда теорема Гаусса для поля вектора поток вектора сквозь замкнутую поверхность равен сумме свободных зарядов, охваченных этой поверхностью.

26.Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС. Обозначим ЭДС, действующую на участке 1 – 2, как , а приложенную на концах участка разность потенциалов – через . Работа сил, совершаемая при перемещении заряда Q₀ на участке 1 – 2 будет равна . ЭДС , как и сила тока I, - величина скалярная. Ее необходимо брать либо с положительным, либо с отрицательным знаком в зависимости от знака работы. За время t в проводнике выделяется теплота . Получим и следовательно, .

Если на данном участке цепи источник тока отсутствует (=0), то из получаем закон Ома для однородного участка цепи: . Если же электрическая цепь замкнута, то выбранные точки 1 и 2 совпадают, ; тогда из получаем закон Ома для замкнутой цепи: , где - ЭДС, действующая в цепи, R – суммарное сопротивление всей цепи. В общем случае R=r+R₁, где r – внутренне сопротивление источника тока, R₁ - сопротивление внешней цепи. Поэтому закон Ома для замкнутой цепи будет иметь вид .

51. Магнитная энергия тока. Плотность энергии магнитного поля. Энергия соленоида.

Выражение для объемной плотности энергии магнитного поля имеет вид, аналогичный формуле для объемной плотности энергии электростатического поля, с той разницей, что электрические величины заменены в нем магнитными.

где Sl = V —объем соленоида.

Магнитное поле соленоида однородно и сосредоточено внутри него, поэтому энергиязаключена в объеме соленоида и распределена в нем с постоянной объемной плотностью.

Магнитная энергия тока

Проводник, по которому протекает электрический ток, всегда окружен магнитным полем, причем магнитное поле появляется и исчезает вместе с появлением и исчезновением тока. Магнитное поле подобно электрическому, является носителем энергии.