Лекция 2

1. Сегодня: понедельник, 17 ноября 2014 г. Лекция 2 Содержание лекции: 1. Электростатическое поле. Напряженность и потенциал. 2. Принцип суперпозиции и его применение для расчета электростатических полей. Тема: «Электростатика»

2. Принцип суперпозиции: Если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими другими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел. Рис.2. Принцип суперпозиции электростатических сил

3. Задача 1. Найти силу, действующую на каждый из зарядов, помещенных в вершинах квадрата со стороной а = 0,04 м. Заряды одноименные, одинаковые по величине и равны q = 7•10-7 Кл.

4. Задача 2. На продолжении оси тонкого прямого стержня длиной b=0,06 м, равномерно заряженного с линейной плотностью  =15 нКл/см на расстоянии а =40 см от конца стержня находится точечный заряд q=10 мкКл. Определить силу, действующую на заряд q.

5. Электрическое поле

6. Величины, характеризующие взаимодействие заряда с полем Величины, характеризующие только поле – Напряженность –силовая характеристикой поля (векторная величина), равна силе, действующей на единичный положительный точечный заряд, помещенный в данную точку поля, и направленная в сторону действия этой силы. Потенциал - энергетическая характеристика, так как определяет потенциальную энергию зарядов по отношению к полю.

7. Графически - силовые линии и эквипотенциальные поверхности. Силовая линия – линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с вектором напряженности поля в этой точке. Густота проведения силовых линий в окрестности рассматриваемой точки должна быть пропорциональна модулю вектора напряженности поля Е. Рис 1. Силовые линии электрического поля.

8. Эквипотенциальные поверхности – поверхности равного потенциала. Геометрические промежутки между потенциальными поверхностями выбирают так, чтобы разность потенциалов между любыми соседними эквипотенциальными поверхностями была одинаковой. a b c Эквипотенциальные поверхности (синие линии) и силовые линии (красные линии) простых электрических полей: a – точечный заряд; b – электрический диполь; c – два равных положительных заряда.

9. Связь между напряженность и потенциалом В потенциальных полях силы связаны с потенциальной энергией соотношением: Разделив обе части на заряд, получим связь между напряженностью и потенциалом электрического поля :q :q

10. Принцип суперпозиции полей Если в линейной среде ( ) создано несколько электрических полей, то результирующая напряженность равна векторной сумме напряженностей, а результирующий потенциал – скалярной сумме потенциалов всех полей: Т.е. в линейных средах электрические поля не взаимодействуют между собой, а просто накладываются друг на друга.

11. Электрическое напряжение.Электродвижущая сила

12. 2 Циркуляция вектора напряженности по контуру в теории электричества называется электродвижущей силой этого контура ЭДС 2 1 Электрическое поле. Произвольная кривая l, соединяющая точки 1 и 2. Выберем положительное направление. - электрическое напряжение Это работа поля по перемещению единичного положительного заряда вдоль кривой l. работа поля по перемещению такого заряда вдоль кривой l равна разности потенциалов в точках начала и конца пути (не зависит от формы кривой). Рассмотрим циркуляцию по контуру . 1 В электростатическом поле ЭДС любого замкнутого контура равна нулю. Электростатическое поле является безвихревым. Так как , то 2 2 1 1

13. Поле электрического диполя.

14. l l Электрический диполь - система двух равных по величине разноименных точечных заряда (q), находящихся друг от друга на некотором расстоянии . Заряды, образующие диполь – полюса, - плечо диполя. Плечо диполя – вектор, направленный от «+» к «-». Электрический момент диполя потенциал поля точечного диполя Напряженность поля точечного диполя