1. Электрический заряд. Закон Кулона. Напряжённость электрического поля. Теорема Остроградского-Гаусса.

Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.

Закон Кулона:

ε₀ = 8,85 · 10^-12 Ф/м

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:

П робный заряд – q в 1Кл, к-рый не искажает электрич. поле(им можно принебр.)

Теорема Гаусса для напряжённости электрического поля в вакууме (электростатическая теорема Гаусса)

Общая формулировка: Поток вектора напряжённости электрического поля в вакууме равен алгебраической сумме зарядов, заключенных внутри заданной поверхности деленной на электрич. постоянную.

Для теоремы Гаусса справедлив принцип суперпозиции, то есть поток вектора напряженности через поверхность не зависит от распределения заряда внутри поверхности. Теорема Гаусса выражает связь между потоком напряженности электрического поля сквозь замкнутую поверхность и зарядом в объёме, ограниченной этой поверхностью. Физической основой теоремы Гаусса является закон Кулона или, иначе, теорема Гаусса является интегральной формулировкой закона Кулона.

2. Потенциал. Связь между напряжённостью и потенциалом. Электрический диполь. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике.

Физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют потенциалом φ электрического поля:

Потенциал φ поля точечного заряда Q на расстоянии r от него относительно бесконечно удаленной точки вычисляется следующим образом:

Знак «-», т.к. Е направлено в сторону убывания φ.

Электрический диполь – система двух равных по модулю, но противоположных по знаку зарядов. Вектор, соедин. оба заряда и направленный от – к + и по модулю равный расстоянию между ними – плечо диполя.

Вектор, равный произведению заряда на плечо диполи – дипольный момент [р].

Вектор электростатического смещения [D]. D=εε₀E=(1+æ)ε₀E=ε₀E+æε₀E=>D=Eε₀+p; æ-диэлектрическая восприимчивость среды(диэлектрика) p-поляризованность(суммарный дипольный момент молекул заключенных в единице объема(p=p_V/V))

Теорема Г. для электростатич. п. в диэл.:

т.е. поток вектора D через любую замкнутую поверхность S равен алгебраической сумме заключенных в данной поверхности свободных зарядов.

3. Сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, пироэлектрики. Электростатическая индукция.

Сегнетоэлектрики — диэлектрики, обладающие в определенном интервале температур спонтанной(самопроизвольной) поляризованностью, т.е. поляризованностью в отсутствии внешнего эл. поля.

Пьезоэле́ктрики — диэлектрики, в которых наблюдается пьезоэффект, то есть те, в которых либо под действием деформации в определенных направлениях возникает электрическая поляризация даже в отсутствии внешнего э.п. (прямой пьезоэффект), либо под влиянием внешнего электрического поля деформироваться (обратный пьезоэффект).

Пироэлектрики – пироэлектрики, у которых решетка положительных ионов в сос-ии т.д. равновесия смещена относительно решетки отрицательных ионов, в результате чего они оказываются электрически поляризованними даже без внешнего э.п.

Электростатическая индукция — явление перераспределения поверхностного заряда на проводнике во внешнем э.п.