- •Поле двух бесконечных параллельных разноименно заряженных плоскостей
- •1. Поле равномерно заряженной сферической поверхности
- •2. Поле объемно заряженного шара
- •3. Поле равномерно заряженной бесконечной плоскости
- •4. Поле равномерно заряженного бесконечного цилиндра (нити)
- •6. Работа сил электростатического поля в случае двух точечных зарядов. Потенциал. Потенциал поля, создаваемого системой точечных зарядов.
- •7.Циркуляция вектора напряженности электрического поля. Связь между напряжённостью электростатического поля и потенциалом.
- •8.Эквипотенциальные поверхности, их связь с силовыми линиями.
- •9.Проводники и диэлектрики. Заряженный проводник. Проводник во внешнем электрическом поле.
- •10. Электроёмкость, конденсаторы. Электроёмкость проводящего шара. Ёмкость плоского конденсатора, сферического конденсатора, цилиндрического конденсатора.
- •После интегрирования получим
- •Энергия заряженного конденсатора
- •3.2. Напряженность электростатического поля двух
- •3.3. Поле равномерно заряженной сферической поверхности
- •4. Уравнения Пуассона и Лапласа
- •Электрический диполь
- •2.1. Неполярные диэлектрики
- •2.2. Полярные диэлектрики
- •Поляризация диэлектрика
- •Электрическое поле в диэлектриках
- •17.Теорема Гаусса для поля вектора поляризации. Теорема Гаусса для поля вектора электрического смещения. Связь между векторами d и e.
- •2.6.2. Теорема Гаусса для поля вектора электрического смещения
- •2.7. Связь между векторами и
- •Сила тока, плотность тока
- •Уравнение непрерывности
- •Закон Ома для однородного участка цепи
- •20,Сторонние силы. Закон Ома для неоднородного участка цепи.
- •21,Работа, мощность, кпд источника тока. Тепловое действие тока. Закон Джоуля-Ленца.
- •22,Переходные процессы в конденсаторах. Правила Кирхгофа.
- •Первое правило Кирхгофа
- •5.9.2. Второе правило Кирхгофа
- •23,Источники магнитного поля. Сила взаимодействия, движущихся зарядов.
- •24,Магнитное поле движущего заряда. Магнитный поток.
- •26,Магнитное поле соленоида. Проводник с током в магнитном поле. Взаимодействие параллельных токов. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Магнитное поле соленоида
2.6.2. Теорема Гаусса для поля вектора электрического смещения
Источниками напряженности электрического поля являются все электические заряды связанные и сторонние. Поэтому теорему Гаусса для поля вектора запишем в виде, (13)
где q* и q связанные и сторонние заряды, охватываемые произвольной поверхностью S. Согласно формуле (12) следует, что свойства неизвестного поля выражаются через связанные зарядыq*, которые в свою очередь определяются неизвестным полем . Образуется замкнутый круг. Однако из него можно выйти, если выразить связанный зарядq* через поток вектора [см. формулу (11)]. Тогда формулу (13) можно представить в виде
. (14)
Введем обозначение
. (15)
С учетом этого, формулу (14) перепишем в виде
. (16)
Вывод: Поток вектора электрического смещения сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме сторонних зарядов, охватываемых этой поверхностью.
Формула (15) выражает теорему Гаусса для поля вектора .
Замечание: вектор представляет собой сумму двух различных величин0, и является вспомогательным вектором, который широко используется в физике: например, его введение значительно упрощает изучение электрического поля в диэлектриках.
Формулы (4.15) и (4.16) остаются справедливыми в случае изотропного и анизотропного диэлектрика. Согласно (15) в СИ электрическое смещение измеряется, как и поляризованность, в Кл/м2.
В дифференциальной форме теорема Гаусса для записывается в виде , (17)
т. е. дивергенция поля вектора равна объемной плотности сторонних зарядов.
2.7. Связь между векторами и
Для изотропных диэлектриков поляризованность
= æ.
С учетом этого формула (4.15) принимает вид
= 0(1+ æ)
или
= 0 , (18)
где диэлектрическая проницаемость вещества, т. е.
= 1+ æ. (19)
Диэлектрическая проницаемость является важной характеристикой диэлектриков. Безразмерна. Для вакуума =1. Для всех остальных веществ 1.
Величина зависит от природы вещества, например, для воды при малых частотах = 81.
Поле вектора так же, как и поле вектораможно наглядно изобразить с помощью линий электрического смещения. Но источниками и стоками поля вектораявляются толькосторонние заряды. Через области электрического поля, где находятся связанные заряды, линии электрического смещения проходят, не прерываясь. Но поле вектора зависит как от сторонних, так и связанных зарядов.
Однако в некоторых случаях поле вектора определяется только сторонними зарядами. Формулы (16) и (17) выражают только определенное свойство поля вектора , но не само поле.
- теорема Гаусса для вектора :
поток вектора поляризованности сквозь замкнутую поверхность равна взятому с противоположным знаком избыточному связанному заряду диэлектрика в объеме, охватываемом поверхностью .
- дифференциальная форма
Плотность.
18.Условия существования электрического тока. Сила и плотность тока. Связь между плотностью тока и скоростью движения свободных зарядов.
Условия существования электрического тока
Из электростатики известно, что на заряд в электрическом поле будет действовать кулоновская сила, которая перемещает положительные заряды по полю, отрицательные против поля. Если электрическое поле создать, например, в металлическом проводнике, (в меди no 1028 м3) на тепловое хаотическое движение электронов накладывается упорядоченное движение под действием сил поля. Возникает электрический ток. В зависимости от типа проводящей среды электрический ток называют током проводимости (в металлах), током в электролитах, током в газах, током смещения и т. д. Для того чтобы в проводнике длительное время существовал электрический ток необходимо: наличие электрических зарядов; наличие внутри проводника напряженности электрического поля (разности потенциалов на его концах).