Теорема Остроградского – Гаусса.

Поток напряженности, пронизывающий определенную замкнутую поверхность, окружающую электрические заряды пропорционален алгебраической сумме окруженных этой поверхностью зарядов.

Теорема Остроградского-Гаусса, представляет значительный практический интерес, так как позволяет просто определять напряженность полей, создаваемых заряженными телами различной формы.

Принцип суперпозиции.

Если электрическое поле, образованно не одним зарядом, а системой зарядов, то напряженность поля в какой-либо точке пространства будет определяться как геометрическая сумма напряженности полей созданных каждым зарядом в отдельности.

Рисунок 36.

Результирующая напряженность полей, образованных положительным и отрицательным зарядами в точке, находящейся между зарядами на линии, соединяющей их, равна сумме напряженностей полей каждого заряда, так как эти напряженности направлены в одну сторону (рис. 36)

1.2.Работа электрического поля. Потенциал электрического поля.

Рассмотрим какую работу совершает электрического поля, перемещая единичный точечный заряд, помещенный в какую либо точку этого поля.

Связь напряженности и потенциала.

Пусть электрическое поле, направленное как показано на рисунке 37, перемещает заряд qиз одной точки поля в другую. Запишем выражение для работы, которую при этом совершает поле и получим связь напряженности и потенциала.

Рисунок 37.

Напряженность-это градиент потенциала.

Напряженность направлена в сторону убывания потенциала.

Теорема Ирншоу.

Невозможно статическое распределение двух зарядов в пространстве. Одноименные заряды отталкиваются до такого расстояния, на котором не будет действовать сила взаимодействия, а разноименные притягиваются до тех пор, пока не компенсируют друг друга.

Диполь -совокупность или система, состоящая из разноименных зарядов расположенных на конечном расстоянии друг от друга.

1.3.Проводники и диэлектрики в электрическом поле.

Проводники-материалы, которые имеют свободные и заряженные частицы и эти частицы могут перемещаться в внутри проводника.

Диэлектрики-это вещества, в которых возможность перемещение зарядов затруднена или вообще не имеются свободные заряды.

Внутри проводника, помещенного во внешнее электрическое поле, происходит перераспределение зарядов и образуется собственное внутреннее электрическое поле, которое будет направленно противоположно внешнему электрическому полю. Это перераспределение зарядов внутри проводника будет происходить до тех пор, пока внутренние электрическое поле не скомпенсирует внешнее электрическое поле (рис. 38). На этом явлении основной принцип электростатической защиты.

Рисунок 38.

Проводник, помещенный во внешнее электрическое поле, является эквипотенциальным.

Диэлектрики в электрическом поле.

Диэлектрики в электрическом поле поляризуются, то есть в них тоже возникает внутреннее электрическое поле, но, в отличие от проводников, оно никогда не компенсирует внешнее и, поэтому напряженность не равна нулю. Диэлектрики могут быть полярными и неполярными.

В полярных диэлектриках атомы представляются в виде диполей хаотически ориентированных в пространстве. Под действием внешнего электрического поля они ориентируются и создают внутреннее поле, которое уменьшает внешнее.

В неполярных диэлектриках атомы электрически нейтральны. Под действием внешнего электрического поля траектория электронов «вытягивается» и возникают ориентированные против внешнего поля диполи. Создаваемое ими внутренне поле также уменьшает внешнее.