Презентация ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ онлайн

Содержание слайда: Лекция 2. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ2.1. Электростатическое поле. Напряженность поля2.2. Сложение электростатических полей. Принцип суперпозиции2.3. Электростатическое поле диполя2.4. Взаимодействие диполей

Содержание слайда: 1.3. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля Почему заряды взаимодействуют? Имеет место борьба двух теорий: теория дальнодействия – Ньютон, Ампер теория близкодействия – Фарадей, Максвелл и т.д. Для электростатического поля справедливы обе эти теории.

Содержание слайда: Вокруг заряда всегда есть электрическое поле, основное свойство которого заключается в том, что на всякий другой заряд, помещенный в это поле, действует сила. Вокруг заряда всегда есть электрическое поле, основное свойство которого заключается в том, что на всякий другой заряд, помещенный в это поле, действует сила. Электрические и магнитные поля – частный случай более общего – электромагнитного поля (ЭМП). Они могут порождать друг друга, превращаться друг в друга. Если заряды не движутся, то магнитное поле не возникает.

Содержание слайда: ЭМП – есть не абстракция, а объективная реальность – форма существования материи, обладающая определенными физическими свойствами, которые мы можем измерить. ЭМП – есть не абстракция, а объективная реальность – форма существования материи, обладающая определенными физическими свойствами, которые мы можем измерить. Не существует статических электрических полей, не связанных с зарядами, как не существует «голых», не окруженных полем зарядов.

Содержание слайда: Силовой характеристикой поля, создаваемого зарядом q, является отношение силы действующей на заряд к величине этого заряда называемое напряженностью электростатического поля, т.е. Силовой характеристикой поля, создаваемого зарядом q, является отношение силы действующей на заряд к величине этого заряда называемое напряженностью электростатического поля, т.е.

Содержание слайда: Или в векторной форме Или в векторной форме здесь r – расстояние от заряда до точки, где мы изучаем это поле. Тогда При

Содержание слайда: Вектор напряженности электростатического поля равен силе, действующей в данной точке на помещенный в нее пробный единичный положительный заряд. Вектор напряженности электростатического поля равен силе, действующей в данной точке на помещенный в нее пробный единичный положительный заряд. Единица измерения напряженности электростатического поля – ньютон на кулон (Н/Кл). 1 Н/Кл – напряженность такого поля, которое на точечный заряд 1 Кл действует с силой в 1 Н.

Содержание слайда: В СИ В СИ размерность напряженности

Содержание слайда: 1.4. Сложение электростатических полей. Принцип суперпозиции Если поле создается несколькими точечными зарядами, то на пробный заряд q действует со стороны заряда qk такая сила, как если бы других зарядов не было.

Содержание слайда: Результирующая сила определится выражением: Результирующая сила определится выражением: – это принцип суперпозиции или независимости действия сил

Содержание слайда: т.к. то – результирующая напряженность поля в точке, где расположен пробный заряд, так же подчиняется принципу суперпозиции: т.к. то – результирующая напряженность поля в точке, где расположен пробный заряд, так же подчиняется принципу суперпозиции: Это соотношение выражает принцип наложения или суперпозиции электрических полей и представляет важное свойство электрического поля.

Содержание слайда: Напряженность результирующего поля системы точечных зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, созданных в данной точке каждым из них в отдельности. Напряженность результирующего поля системы точечных зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, созданных в данной точке каждым из них в отдельности.

Содержание слайда: Пример 1 т. е. и задача симметрична

Содержание слайда:

Содержание слайда: Рассмотрим другой пример. Найдем напряженность электростатического поля Е, создаваемую двумя положительными зарядами q1 и q2 в точке А, находящейся на расстоянии r1 от первого и r2 от второго зарядов Рассмотрим другой пример. Найдем напряженность электростатического поля Е, создаваемую двумя положительными зарядами q1 и q2 в точке А, находящейся на расстоянии r1 от первого и r2 от второго зарядов

Содержание слайда:

Содержание слайда: Если поле создается не точечными зарядами, то используют обычный в таких случаях прием. Тело разбивают на бесконечно малые элементы и определяют напряженность поля создаваемого каждым элементом, затем интегрируют по всему телу: Если поле создается не точечными зарядами, то используют обычный в таких случаях прием. Тело разбивают на бесконечно малые элементы и определяют напряженность поля создаваемого каждым элементом, затем интегрируют по всему телу: где – напряженность поля, обусловленная заряженным элементом. Интеграл может быть в зависимости от формы тела линейным, по площади или по объему.

Содержание слайда: Для решения подобных задач пользуются соответствующими значениями плотности заряда: Для решения подобных задач пользуются соответствующими значениями плотности заряда: – линейная плотность заряда, измеряется в Кл/м; – поверхностная плотность заряда измеряется в Кл/м2; – объемная плотность заряда, измеряется в Кл/м3.

Содержание слайда: Определим напряженность электрического поля в точке А на расстоянии х от бесконечно длинного, линейного, равномерно распределенного заряда. Пусть λ – заряд, приходящийся на единицу длины. Определим напряженность электрического поля в точке А на расстоянии х от бесконечно длинного, линейного, равномерно распределенного заряда. Пусть λ – заряд, приходящийся на единицу длины.

Содержание слайда: Считаем, что х – мало по сравнению с длиной проводника. Элемент длины dy, несет заряд dq = dy λ. Создаваемая этим элементом напряженность электрического поля в точке А: Считаем, что х – мало по сравнению с длиной проводника. Элемент длины dy, несет заряд dq = dy λ. Создаваемая этим элементом напряженность электрического поля в точке А:

Содержание слайда: Вектор имеет проекции dEx и dEy причем Вектор имеет проекции dEx и dEy причем Т.к. проводник бесконечно длинный, а задача симметричная, то у – компонента вектора обратится в ноль (скомпенсируется), т.е. .

Содержание слайда: тогда тогда Теперь выразим y через θ. Т.к. то и тогда

Содержание слайда: Таким образом, напряженность электрического поля линейно распределенных зарядов изменяется обратно пропорционально расстоянию до заряда. Таким образом, напряженность электрического поля линейно распределенных зарядов изменяется обратно пропорционально расстоянию до заряда.

Содержание слайда: Задание: по тонкому кольцу радиуса R равномерно распределен заряд q. Определить Е в точке А Задание: по тонкому кольцу радиуса R равномерно распределен заряд q. Определить Е в точке А

Содержание слайда: 1.5. Электростатическое поле диполя Электрическим диполем называется система двух одинаковых по величине, но разноименных точечных зарядов, расстояние между которыми значи –тельно меньше расстояния до тех точек, в которых определяется поле системы Плечо диполя – вектор, направленный от отрицательного заряда к положительному и численно равный расстоянию между зарядами.

Содержание слайда: Пример 1. Найдем Е в точке А на прямой, проходящей через центр диполя и перпендикулярной к оси. Пример 1. Найдем Е в точке А на прямой, проходящей через центр диполя и перпендикулярной к оси.

Содержание слайда: Из подобия заштрихованных треугольников можно записать: Из подобия заштрихованных треугольников можно записать:

Содержание слайда: Обозначим вектор: – электрический момент диполя (или дипольный момент) – произведение положительного заряда диполя на плечо . Обозначим вектор: – электрический момент диполя (или дипольный момент) – произведение положительного заряда диполя на плечо . Направление совпадает с направлением , т.е. от отрицательного заряда к положительному. Тогда, учитывая что получим:

Содержание слайда: Пример 2. На оси диполя, в точке В

Содержание слайда: Пример 3. В произвольной точке С

Содержание слайда: Электрическое поле диполя. Электрическое поле диполя.

Содержание слайда: Из приведенных примеров видно, что напряженность электрического поля системы зарядов равна геометрической сумме напряженностей полей каждого из зарядов в отдельности (принцип суперпозиции). Из приведенных примеров видно, что напряженность электрического поля системы зарядов равна геометрической сумме напряженностей полей каждого из зарядов в отдельности (принцип суперпозиции).

Содержание слайда: