3. Напряженность как градиент потенциала.
A=Fdx=EQ₀dx; E=df/dx; dx=x₂-x₁; df=f₁-f₂; A=-Q₀( f₁-f₂)
Знак «-» говорит о том чтовектор напряженности эл.п. всегда направлен в сторону уменьшения потенциала.
4. Поток вектора напряженности. Теорема для электростатического поля в вакууме.
С помощью вектора напряженности эл.ст./п. определяют направление поля и его величину.
Для
определения направления поля вводят
понятие линии напряженности или силовые
линии- линии касательные к которым в
каждой т. Совпадают с направлением
вектора E.
Поток вектора напряженности эл.ст./п.
– есть физ. величина = скалярному
произведению dФ=EdScosα=Eds;
Ф=
Теорема Гаусса:
Поток
вектора напряженности эл.ст./п. в вакууме
через любую замкнутую поверхность =
алгебраической сумме зарядов заключенных
внутри даннойзамкнутой поверхности
деленной на ε₀
=
/ε₀
5. Электрическое поле в веществе. Типы диэлектриков. Поляризованность.
Поляризация – процесс ориентации диполей вещества. Для количественной характеристики поляризации вводится понятие поляризованность – векторная величина определяемая дипольным моментом единицы объема вещества. P=X ε₀E
X – характеризует свойства диэлектрика, составляет несколько единиц. При внесении диэлектрика во внешн. поле он поляризуется. 1+Х= ε
E=
; ε показывает во сколько раз внешнее
поле ослаблено диэлектриком. Типы
диэлектриков: с неполярными молекулами
– центы тяжести + и – зарядов в отсутствии
внешнего поля совпадают; с полярными
молекулами – в отсутствии внешнего
поля обладают дипольным моментом;
ионные – ионные кристаллы с правильным
чередованием ионных зарядов. Виды
поляризации: электронная – возникает
при внесении диэлектрика во внешнее
поле, происходит деформация электронных
облачков; ориентационная – под действием
внешнего поля возникает ориентация
диполей по полю; ионная – смещение.
6. Диэлектрическая проницаемость среды. Электрическое смещение.
Электрическое
смещение: напряженность эл.ст./п. зависит
от свойств среды. Вектор Е проходящий
через границу диэлектрика претерпевает
изменения, следовательно вводится
новая величина – электрическое смещение
(D). D= ε ε₀E Т.к. для изотропной среды
поляризация P=XεE; X=1+ε то D=ε₀E+P [
]
Вектор D описывающий эл.ст./п. создает со свободными зарядами связ. заряд(возникает в диэлектриках) могут вызывать перераспределение.
7. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы. Последовательное и параллельное соединение конденсаторов.
Отношение
заряда к потенциалу является для данного
проводника постоянной величиной,
которая называется электроемкостью
проводника: С=
Электроемкость
проводника – физическая величина,
cхарактеризующая
способность проводника накапливать
электрический заряд и показывающая,
какой заряд необходимо сообщить
проводнику, чтобы потенциал его стал
равен единице (C
= q,
при φ = 1 В). Единица электроемкости –
Фарада (Ф). 1Ф – емкость такого проводника,
потенциал которого равен 1 В при сообщении
ему заряда 1 Кл. Электроемкость проводника
зависит от его размеров и формы
проводника, от диэлектрической
проницаемости окружающей проводник
среды, но не зависит от материала
проводника.
Конденсатором
называется устройство, состоящее из
двух близко расположенных разноименно
заряженных металлических проводников
(обкладок), разделенных слоем диэлектрика.
В зависимости от формы обкладок различают
конденсаторы плоские, цилиндрические,
сферические. Основной характеристикой
конденсатора является электроемкость:
С=
где
q
–
заряд на обкладках конденсатора; U
=
φ1 – φ2 – разность потенциалов между
обкладками.
Конденсаторы
можно соединять друг с другом, образуя
батареи конденсаторов. При параллельном
соединении конденсаторов емкость
батареи равна сумме емкостей отдельных
конденсаторов: C=
;
U=U1=U2=U3…;
Q=Q1+Q2+Q3…
При
последовательном соединении конденсаторов
обратная величина емкости батареи
равна сумме обратных величин емкостей
отдельных конденсаторов:
;
U=U1+U2+U3…;
Q=Q1=Q2=Q3…