Електростатично поле във вакуум

1. Електростатично поле във вакуум

2. Електричен заряд. Закон за запазване на електричния заряд Наелектризирани и електронеутрални тела Електричен заряд Q, q Елементарен електричен заряд: е = 1,67 . 10-19С 1C = 6,24.1018e Свойства: два вида: +Q , -Q; непрекъснатост на електричния заряд на макротелата. Закон за запазване Зарядите могат да възникват и изчезват само по двойки (положителни и отрицателни, с еднаква големина), поради което сумата от положителните и отрицателните заряди в една изолирана система е постоянна величина. Проводници, изолатори и полупроводници.

3. Електростатично поле. Закон на Кулон Електростатичното поле се създава се от неподвижни заряди. Силата на взаимодействие между два неподвижни точкови зарядиQ1и Q2 намиращи се на разстояниеr във вакуум е пропорционална на големините на зарядите Q1и Q2 и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях. Принцип на суперпозицията

4. Плътност на заряда [C/m] Линейна [C/m2] Повърхнинна [C/m3] Обемна

5. Интензитет на електростатичното поле. Интензитетът на електростатично поле в дадена точка е равен на силата, действаща на неподвижен единичен положителен пробен заряд q, поставен в тази точка и има нейната посока. [N/C] [V/m] Интензитетът е силова характеристика на електричното поле. Принцип на суперпозицията

6. Примери Електричен дипол Електричен квадрупол

7. Онагледяване на електростатичното поле със силови линии на интензитета. Силовите линии започват в (+) заряд и завършват в (-) заряд. Силови линии на точкови заряди Броят на силовите линии пробождащи единична площадка е равен на числената стойност на интензитета. Пример: E = 7 V/m; 7 линии през 1 m2. Силови линии на двойка положителни точкови заряди Силови линии на дипол

8. Поток на интензитета Потокът на интензитетаФЕ през дадена площадка с площ Sе равен на броя на силовите линии, пробождащи перпендикулярно тази площ. ФЕ е скаларна величина, знакът й зависи от знака на заряда, създаващ полето и как е обърната площадката към него: с лице или гръб! т.е. от

9. Теорема на Гаус

10. Приложение Върху околната повърхнина и интегралът е равен на нула. s + а) Да се намери полето на безкрайна, равномерно наелектризирана равнина с повърхностна плътност Избираме цилиндрична повърхнина Sс ос успоредна на линиите на интензитета и площ на основата S1.

11. б) Да се намери интензитета на полето, създадено от две успоредни, безкрайни, равномерно наелектризирани с противоположен знак електричество равнини

12. в) Да се намери интензитетът на полето, създадено от равномерно заредена сфера с радиус R и повърхностна плътност на разстояние r>>R. От съображение за симетрия следва, че върху сферична повърхност с радиус r :

13. в) Да се намери интензитета на полето, създадено от равномерно зареденцилиндър (нишка) с линейна плътност на разстояние rот оста. Избираме цилиндрична повърхност с радиус r и ос съвпадаща с нишката.По основите интегралът е равен на нула;По околната повърхнина:

14. + Работа на електростатична сила L q Ер- потенциална енергия на взаимодействието между Q и q.

15. Електричен потенциал Потенциалът е енергетична характеристика на електричното поле. φ(r) равен на енергията, която притежава заряд с големина +1 C, поставен в точка с координата r. Работа за преместване на заряд q между две точки с потенциали За точков заряд За система точкови заряди - напрежение Потенциална енергия на заряд q в точка с потенциал φ в полето на заряд Q:

16. следва, че Тогава, тъй като Еквипотенциални повърхнини Ако заряда се движи по еквипотенциална повърхност, - електричното поле не върши работа! Линиите на интензитета са перпендикулярни на еквипотенциалните повърхнини.

17. Връзка между интензитета и потенциала на електричното поле Работата за преместване на заряд q в електростатично поле между две точки с потенциална разлика dφ намиращи се на разстояние dxе : Циркулацияна Е: Следователно, електростатичното поле е потенциално!

18. Скаларно поле Скаларно поле Векторно поле • По гъстотата на силовите линии се определя бързината на намаляване (нарастване) на напрежението. • Посоката на интензитета е по посока на намаляване на потенциала.

19. Пример: кондензатор x a d 0 Еквипотенцалните повърхнини са равнини, успоредни на дадените.