Электрический диполь

Поток вектора напряженности.

Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции.

Закон Кулона.

Электрический заряд. Закон сохранения заряда.

Поместим стеклянную палочку над мелко изорванными бумажками. По закону всемирного тяготения палочка притягивает бумажки, тем не менее они остались неподвижными. Очевидно, потому что земля их притягивает сильнее. Теперь потрем палочку, например, шелком и повторим опыт. Бумажки теперь бурно реагируют, притягиваясь к палочке. Это значит, что стеклянная палочка стала источником еще какого то поля. помимо гравитационного, которое проявилось действием больших сил.

Впервые такое явление наблюдалось на палочке из янтаря, поэтому силы были названы электрическими (electron (греч.) – смола, янтарь.).

1. Тело, участвующее в электрическом взаимодействии называется электрически заряженным или электрическим зарядом. Электрический заряд – источник электрического поля, его величина определяет интенсивность электромагнитного взаимодействия.

Процесс, в результате которого тело заряжается, называется электризацией.

Существует два рода электрических зарядов. По свойствам они противоположны, соединяясь, нейтрализуются, поэтому их назвали «положительный» и «отрицательный». При взаимодействии одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются.

Электрический заряд - одна из фундаментальных характеристик элементарных частиц. И как не исчезает и не создается вновь материя, так не исчезает и не создается электрический заряд Закон сохранения электрического заряда: Алгебраическая сумма зарядов изолированной системы постоянна. (1.1)

Электрические заряды взаимодействуют на расстоянии, они создают электрическое поле – материальную среду, посредством которой взаимодействуют электрически заряженые системы. Источниками электрических полей является электрические заряды.

Всякий конечный заряд равен целому числу так называемых элементарных зарядов. (1.2). Наименьший элементарный заряд равен по модулю заряду электрона

Носителями элементарных отрицательного и положительного зарядов является соответственно электрон и протон.

Процесс электризации сводится к разделению зарядов. Общее количество зарядов обоих знаков, содержащихся в телах не изменяется: эти заряды только перераспределяются между телами.

Поле неподвижных зарядов называется электростатическим.

2. Заряженное тело (источник электрического поля) размеры которого пренебрежимо малы в условиях данной задачи, называется точечным зарядом. Их взаимодействие на опыте изучал Кулон.

Закон Кулона: силы взаимодействия двух точечных электрических зарядов пропорциональны произведению этих зарядов, обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними, зависят от среды и направлены по линии центров. (1.3).

e – диэлектрическая проницаемость – число, которое показывает, во сколько раз сила взаимодействия каких-либо зарядов в данной среде меньше, чем в вакууме. (1.4).

k – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц. В СИ принято .

Единица измерения зарядов в системе СИ 1 Кулон. 1 Кулон . 1Кл – количество электричества, проходящее через поперечное сечение участка цепи за 1с при силе тока 1А

3. Величина, измеряемая силой, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля называется напряженностью поля в этой точке. (1.5). Напряженность – силовая характеристика электрического поля. Зная напряженность поля можно рассчитать силу, действующую на помещенный в данную точку заряд.

Если поле создается точечным зарядом, то напряженность создаваемого поля в вакууме будет (1.6)

Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Единица измерения напряженности . 1 - напряженность такого поля, которое на точечный заряд в 1 Кл действует с силой в 1Н.

Если поле создается совокупностью зарядов, может быть протяженных, то их можно разбить на точечные и применить принцип суперпозиции полей. Напряженность результирующего поля будет векторной суммой напряженностей составляющих полей в этой точке. E =

4. Для наглядности изображения поля рисуют линии электрической напряженности. Линия напряженности – кривая, в каждой точке которой касательная совпадает по направлению с вектором напряженности в этой точке, кроме того, там, где линии гуще напряженность больше и наоборот.

Линиям напряженности приписывают направление, совпадающее с направлением вектора напряженности, поэтому говорят, что они начинаются и заканчиваются на зарядах или в бесконечности, а направлены от «+» к «-»

Величину dФ_Е = Е_n dS (1.8) называется потоком вектора напряженности через площадку dS, где E_n – проекция вектора напряженности на нормаль n к площадке dS.

Единица потока вектора напряженности =1Вм. Для произвольной замкнутой поверхности S поток вектора напряженности сквозь эту поверхность будет равен:

(1.9)

5. Система двух одинаковых по величине разноименных зарядов, находящихся на определенном расстоянии l называется электрическим диполем.

	-

-Q

Вектор l, направленный от отрицательного заряда к положительному называется плечом диполя. Если величина l в электрическом поле не изменяется, диполь называется жестким.

В электрическом поле на диполь действует пара сил, стремящаяся повернуть его по направлению напряженности. Рис.

Вектор, равный произведению заряда /Q/ на плечо l и сонаправленный ему называется электрическим моментом диполя или дипольным моментом.

(1.10)

Напряженность поля диполя по принципу суперпозиции равна

Дата добавления: 2014-01-04