Электростатика (лекция 6)

Электризация при трении
2 сорта зарядов: + и –

Закон Кулона

Точечным зарядом называется заряженное тело, размерами которого можно пренебречь по

В системе единиц СИ

В системе единиц CGSE k=1

Закон Кулона в векторном виде:

Одноимённые заряды отталкиваются, разноимённые - притягиваются

Дальше будет

2. Силы можно складывать:

Свойства Кулоновских сил:

1. Центральные

3. По теории близкодействия, заряды

Электростатическое поле. Напряжённость поля

Поле создаётся точечным зарядом Q
q –

Напряжённость электростатического поля в данной точке численно равна силе, действующей на

Напряжённость поля точечного заряда

Принцип суперпозиции

Силы складываются:

Объёмная: заряд единицы объёма

Поверхностная : заряд единицы площади

Линейная: заряд единицы

Линии напряжённости

Cвойства линий напряжённости:
начинаются на положительных зарядах или в бесконечности;
заканчиваются на

Линии напряжённости. Примеры

Поле точечного заряда

Поле системы двух зарядов

Линии напряжённости. Примеры

Поле конденсатора

Однородное поле:

Поле бесконечной равномерно заряженной плоскости

Поле двух параллельных бесконечных равномерно заряженных плоскостей

Поле конденсатора:

Работа по перемещению заряда в электростатическом поле

Работа электростатических сил по перемещению

По закону сохранения энергии работа совершается за счёт уменьшения потенциальной энергии

Потенциальный характер электростатического поля

Работа не зависит от траектории, а только от

Потенциал

Потенциал данной точки поля – это энергия единичного положительного точечного пробного

Потенциал

Ещё определение:

Определения эквивалентны:

Потенциал данной точки поля численно равен работе по перемещению

Потенциал поля, созданного точечным зарядом Q на расстоянии r:

В случае непрерывно распределённых зарядов:

Принцип суперпозиции

Потенциал, созданный в данной точке

Энергия системы точечных зарядов

Потенциал, созданный всеми зарядами системы, кроме заряда qi

Связь между напряженностью и потенциалом

Для однородного поля:

Вектор напряжённости направлен в сторону

Потенциал. Эквипотенциальные поверхности

Линии напряжённости всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям

Эквипотенциальная поверхность – совокупность

Эквипотенциальные поверхности

Эквипотенциальные поверхности

Поле в диэлектриках
В диэлектриках свободных зарядов практически нет
Во внешних полях происходит

Ионные диэлектрики и ионная поляризация

В ионных диэлектриках (например, NaCl) ионы во

Электростатическое поле в диэлектрике

Напряжённость полного поля в диэлектрике – это сумма

Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрическая проницаемость ε показывает, во сколько раз напряжённость электростатического поля

Резюме: формулы для поля в диэлектрике

Электроёмкость проводника

Ёмкость сферы:

Электроемкость уединенного проводника – это заряд, который нужно сообщить

Конденсаторы

Плоский Сферический Цилиндрический

Если недалеко от заряженного проводника находится другой проводник, то

Конденсаторы. Ёмкость конденсатора

Ёмкость плоского конденсатора:

Ёмкость конденсатора численно равна заряду, который

Ёмкость при параллельном соединении

Ёмкость при последовательном соединении

Работа внешних сил по переносу заряда dq
идёт на увеличение энергии проводника:

Энергия