Электричество и магнетизм

Электродинамика – раздел физики, в котором изучаются законы электромагнитного поля. Электромагнитное поле представляет собой совокупность двух взаимно связанных полей: электрического и магнитного. Электрическое поле неподвижных электрических зарядов рассматривается в разделе электродинамики, называемой электростатикой.

Современной теорией электрических и магнитных сил является теория близкодействия. Согласно этой теории всякое действие распространяется в пространстве от точки к точке с конечной скоростью. Переменные электромагнитные поля распространяются со скоростью света и воздействуют на заряженные тела, находящиеся в пространстве. Электромагнитное поле так же, как и вещество, является одним из видов материи, оно существует независимо от нас, обладает энергией, импульсом и другими физическими свойствами.

Опыт показывает, что электрический заряд любых тел состоит из целого числа элементарных зарядов. Элементарный заряд обозначают буквой е. В системе СИ единицей заряда является кулон (Кл). Абсолютное значение элементарного заряда е = 1,602*10^-19 Кл. Важное свойство электрического заряда – его существование в двух видах, которые называются положительным и отрицательным зарядами.

Из этих частиц построены атомы и молекулы любого вещества, поэтому электрические заряды входят в состав всех тел.

Электрическое поле можно описать либо с помощью вектора напряженности , либо с помощью потенциала . Если учесть, что пропорциональна силе , действующей на заряд, а пропорционален потенциальной энергии заряда W, то, стало быть, между и существует связь, аналогичная связи между и W. Потенциальная сила связана с потенциальной энергией W соотношением:

F = - grad W = - W,

Но так как и W, то получим и придем к выражению , устанавливающему связь между напряженность поля и потенциалом. Физический смысл этой формулы следующий: вектор напряженности поля направлен в сторону наискорейшего убывания потенциала.

В декартовых координатах

.

Следовательно. В проекциях на координатные оси соотношение имеет вид:

Е_к = ; Е_y = ; Е_z = -

или для произвольного направленияr проекция вектора Е_r равна взятой с обратным знаком производной по r.

Е_r = -;

Разность потенциалов точечного заряда q

₁-₂ = , а

Дата добавления: 2014-01-04