21. Условия на границе двух диэлектриков. Закон преломления линий напряженности поля на границе сред.

22. Поведение проводников во внешнем электростатическом поля. Явление электростатической индукции. Нормальная и касательная составляющие поля на поверхности проводника.

Проводники - это тела, в которых электрические заряды способны перемещаться под действием любого, сколь угодно слабого электростатического поля.

Если поместить проводник во внешнее электростатическое поле или его зарядить, то на заряды проводника будет действовать электростатическое поле, в результате чего они начнут перемещаться до тех пор, пока не установится равновесное распределение зарядов, при котором электростатическое поле внутри проводника обращается в нуль. Если бы этого не произошло, то в проводнике возникло бы упорядоченное движение зарядов без затраты энергии от внешнего источника, что противоречит закону сохранения энергии.

Отсутствие поля внутри проводника, помещенного в электрическое поле, широко применяется в технике – электростатическая защита.

Индуцированные заряды распределяются только на внешней поверхности проводника. Явление перераспределения поверхностных зарядов на проводнике во внешнем электростатическом поле называется электростатической индукцией.

Вблизи поверхности проводника электростатическое поле можно разложить на две составляющие:

• нормальная E⊥E⊥​ — перпендикулярна поверхности;

• касательная E∥E∥​ — лежит в плоскости поверхности.

1. Нормальная составляющая e⊥e⊥​

Вывод через теорему Гаусса

Рассмотрим малый цилиндр, одна сторона которого находится внутри проводника, а другая — в вакууме, и ось перпендикулярна поверхности.

Так как внутри проводника E = 0

то поток поля через нижнее основание и боковую поверхность нулевой. Поток будет только через верхнее основание, находящееся в вакууме. Теорема Гаусса:

Площадь верхнего основания ΔSΔS, заряд на ней — это поверхностная плотность заряда σ⋅ΔS:

Сокращаем ΔS, получаем:

 Напряжённость электрического поля снаружи проводника перпендикулярна его поверхности;

 Её величина пропорциональна поверхностной плотности заряда.

2. Касательная составляющая e∥​

Вывод через циркуляцию

Рассмотрим прямоугольный контур в плоскости, касательной к поверхности проводника, одна половина которого лежит внутри проводника, другая — снаружи.

Циркуляция поля:

Но в проводнике поле нулевое:

Значит, интеграл по всей замкнутой линии равен нулю только если E∥=0E∥​=0 снаружи, иначе бы осталась ненулевая часть по внешнему участку.

• На поверхности проводника нет тангенциальных сил, действующих на свободные заряды;

• Если бы E∥≠0E∥​=0, то заряды начали бы двигаться вдоль поверхности, нарушая статическое равновесие;

• Следовательно, в состоянии покоя на поверхности проводника поле строго перпендикулярно.

23. Электроемкость уединенного проводника. Электроемкость сферы.

Электроёмкость уединённого проводника:

Электроемкость сферы:

24. Конденсаторы и их виды. Электроемкость конденсатора. Расчет электроемкости плоского конденсатора.

25. Расчет электроемкости сферического конденсатора.

26. Расчет электроемкости цилиндрического конденсатора.

27.Особенности параллельного и последовательного соединения конденсаторов.

28. Энергия системы зарядов. Энергия заряженного проводника и конденсатора.

29. Энергия электростатического поля. Плотность энергии электростатического поля. Силовое действие электрического поля. Пондеромоторное давление.

– пондеромоторное давление

30. Природа носителей тока в проводниках. Условия возникновения электрического тока. Сила и плотность тока. Сторонние силы. Электродвижущая сила.

Природа носителей тока в металлах: