FIZIKA2
.pdf
Вектора E, P и D
Линии поля E начинаются и заканчиваются как на свободных, так и на связанных зарядах.
Линии поля D начинаются и заканчиваются только на свободных зарядах.
Взаимосвязь свободных и связанных зарядов:
|
|
|
|
|
|
|
|
P 0E |
PdS |
0 |
EdS |
||||
|
|
|
|
S |
|
S |
|
qсвяз (qсвяз |
qсвоб ) |
|
|||||
q |
|
|
|
q |
1q |
|
|
1 |
|
||||||
связ |
|
своб |
|
своб |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Внутри однородного диэлектрика нет связанных зарядов:
12 |
связ |
|
своб (если своб 0, то связ 0) |
||
|
|
||||
1 |
|||||
|
|
12 |
|||
Граничные условия для вектора P
Граница раздела диэлектрик 1- диэлектрик 2.
Теорема Гаусса для вектора P:
|
|
qсвяз q' |
|
|
|
PdS |
|
||
|
S |
|
|
|
P |
S P S q |
|
S |
|
2n |
1n' |
связ |
связ |
|
P2n – проекция вектора P на нормаль n
P1n’ – проекция вектора P на нормаль n’
P P
1n' 1n
P |
P |
|
' |
2n |
1n |
связ |
|
|
|
|
|
13
13
Граничные условия для вектора P
Граница раздела диэлектрик-вакуум
P2n 0
Pn '
Pn – проекция вектора P на внешнюю нормаль к поверхности диэлектрика
0En '
14
14
Граничные условия для вектора E
Граница раздела диэлектрик 1- диэлектрик 2
Согласно теореме о циркуляции
Edl E2 l E1 'l 0
l
E1 'l E1 l
E1 E2
Тангенциальные составляющие вектора напряженности одинаковы в обоих диэлектриках (напряженность не претерпевает скачка, нет разрыва)
15
15
Граничные условия для вектора D
Граница раздела диэлектрик 1- диэлектрик 2
Согласно теореме Гаусса
DdS D2n S D1n' S
S
qсвоб своб S
|
|
|
|
|
|
||
|
D1n' D1n |
D2n D1n своб |
|
||||
|
|
|
|
|
|||
|
своб 0 |
|
D2n D1n |
|
|
||
|
Нормальные |
составляющие |
вектора |
электрического |
|||
|
смещения |
одинаковы |
в |
обоих |
диэлектриках |
||
|
(электрическое смещение (индукция) не претерпевает |
||||||
16 |
скачка, разрыва) |
|
|
16 |
|||
|
|
|
|||||
Лекция 6. Проводник в электрическом поле.
Конденсаторы
© Музыченко Я.Б., 2011
Проводники в электрическом поле
Проводники – тела, в которых имеются свободные заряды, способные свободно перемещаются внутри этих тел; вещества, проводящие электрический ток.
(Металлы, углерод, вода, ртуть, ионизированные газы).
Электростатическая индукция – смещение зарядов под действием электрического поля. Индуцированные заряды – нескомпенсированные заряды, появившиеся в результате электростатической индукции.
|
Поле в веществе: |
|
|
|
|
|
|
||
2 |
E E0 |
E |
2 |
|
Электрическое поле внутри проводника
Перемещение зарядов внутри проводника происходит до тех пор пока электрическое поле индуцированных зарядов не скомпенсирует внешнее
поле. |
|
|
|
|
|||
|
E E0 |
E 0 |
|
Индуцированные заряды образуются в тонком приповерхностном слое.
3
3
Электрическое поле внутри проводника
Проводник разрывает часть линий напряженности внешнего электрического поля. Они заканчиваются на «-» зарядах, а вновь начинаются на «+» зарядах.
Внутри проводника
E 0
Принцип электростатической защиты (клетка Фарадея).
|
Замкнутый полый проводник экранирует |
только |
4 |
внешнее поле. |
4 |
|
Электрическое поле у поверхности проводника
Потенциал поля в каждой точке проводника одинаков, т.е. любой проводник в электрическом поле представляет собой эквипотенциальную поверхность.
Линии напряженности электрического поля направлены по нормали к поверхности проводника.
Поток вектора напряженности через цилиндр (т. Гаусса)
dS EndS 0
E 0
5
5