Тема № 2. Электростатическое поле. Напряженность поля

Поле – форма материи, осуществляющая взаимодействия между телами или частицами входящими в их состав. Поле неподвижных зарядов называется электростатическим.

Основной силовой характеристикой электростатического поля является его напряженность.

Напряженностью поля в какой либо точке называется вектор который численно равен и совпадает по направлению с силой F, действующей со стороны поля на помещенный в заданную точку единичный положительный заряд. Единица измерения напряженности (Е)=[В/м].

Принцип суперпозиции электростатических полей: суммарная величинанапряженности поля образованного двумя и более электрическими зарядами равна векторной сумме напряженностей полей образованных каждым из зарядов. Т.е. суммарная напряженность определяется по правилу параллелограмма.

Значения напряженности полей некоторых систем зарядов:

1. Напряженность поля точечного электрического заряда или равномерно заряженного по поверхности шара:

2. Напряженность поля прямой заряженной нити конечной ^l

длины: ^α1 а ^α r α₂

Рассмотрим напряженность поля образованного элементарным зарядом dq,

распределенным на элементарном участке нити dl, т.е. dq=τdl. где - заряд,

приходящейся на единицу длины (линейная плотность заряда)..Расстояние от заданной точки до рассматриваемого элементарного заряда обозначим буквой а, тогда , но т.к. элементарный участок dl его можно представить в виде . Изменение угла мало, следовательно, можно считать (согласно первому замечательному приделу) , т.е. . Тогда . Расстояние от заданной точки до элементарного заряда можно выразить через r – кратчайшее расстояние от заданной точки до заряженной нити по радиус-вектору: , тогда напряженность поля элементарного заряда . Чтобы определить напряженность поля образованного всеми элементарными зарядами, распределенными по нити необходимо найти интегральную сумму элементарных напряженностей: . Таким образом, напряженность прямой заряженной нити конечной длины может быть найдена по формуле:

3. Напряженность поля бесконечно длинной прямой заряженной нитью или бесконечно длинным заряженным по поверхности цилиндром (для бесконечно длинной нити т.е. )

Для цилиндра – r - расстояние от точки в которой определяется напряженность Е до оси цилиндра.

4. Напряженность поля внутри цилиндра и шара равна нулю: Е= 0.

5. Напряженность поля на продолжении прямой заряженной нити конечной длины:

Дата добавления: 2015-06-04