Момент сил, действующий на диполь

В однородном электрическом поле на диполь действует пара сил и .

Тогда момент сил, действующих на диполь

или

• - стремится повернуть диполь в устойчивое положение , в котором .

Энергия диполя в поле

и (с учетом или

• При (устойчивое равновесие)

Электрическое поле в веществе

Электростатическая индукция – появление нескомпенсированых зарядов в

различных областях вещества под действием внешнего

электрического поля.

Индуцированные заряды – заряды, возникающие в веществе при электростатической

индукции.

• Поле индуцированных зарядов зависит от свойств вещества.

• Внешнее поле и поле индуцированных зарядов образуют результирующее поле.

Электрическое поле в проводнике

Поместим проводник в электрическое поле в вакууме. В равновесии заряды в проводнике не движутся. Значит в проводнике поля нет( ) и (согласно теореме Гаусса) заряд в нем q=0, т.е. внутри проводника нет ни поля ни заряда.

На поверхности проводника находятся избыточные индуцированные заряды с поверхностной плотностью заряда в очень тонком поверхностном слое (1-2 межатомных расстояния).

Весь проводник представляет собой эквипотенциальную область с (т.к. ).

У поверхности проводника результирующее поле нормально к поверхности (при наличии тангенциальной составляющей равновесие зарядов было бы невозможно).

Рассмотрим малый цилиндр, ось которого нормальна к поверхности. Поле создает поток только наружу проводника , т.к. внутри поля нет. Тогда по теореме

Гаусса , где - площадь основания цилиндра, - нормальная составляющая поля; или

• и определяются всеми зарядами проводника, а не только теми, что лежат в ;

• при >0 и обратно.

Силы, действующие на поверхность проводника

Рассмотрим границу проводник – вакуум. На малый элемент поверхности действует сила , где - заряд элемента , - напряженность поля, созданного остальными зарядами системы ( кроме ).

можно полагать одинаковой по обе стороны границы раздела сред.

Элемент для приграничных точек можно считать бесконечно большим и он, как бесконечная заряженная плоскость создает поле

Результирующее поле :

а) в проводнике

б) в вакууме в окрестности : , где - орт

нормали к .

Тогда на единицу площади заряженной поверхности действует сила , где f – поверхностная плотность сил.

• Независимо от знака направлена наружу и стремится растянуть проводник.