- •Электромагнетизм
- •Электричество
- •Электрическое поле в вакууме Электрический заряд
- •Электрическое поле
- •Изображение эп
- •Поток вектора
- •Теорема Гаусса
- •Применение теоремы Гаусса
- •Бесконечная плоскость, равномерно заряженная
- •Оператор «набла»
- •Теорема о циркуляции вектора
- •Потенциал
- •Потенциал поля точечного заряда
- •Потенциал поля системы зарядов
- •Момент сил, действующий на диполь
- •Энергия диполя в поле
- •Электрическое поле в веществе
- •Электрическое поле в проводнике
- •Силы, действующие на поверхность проводника
- •Замкнутая проводящая оболочка
- •Электроемкость уединенного проводника
- •Конденсатор
- •Емкость плоского конденсатора
- •Поляризация
- •Связанные заряды в диэлектрике
- •Поляризованость
- •Связь и
- •Теорема Гаусса для
- •Вектор . Теорема Гаусса для
- •Связь между и
- •Условия на границе
- •Преломление линий
- •Связанный заряд у поверхности проводника
- •Поле в однородном диэлектрике
- •Энергия электрического поля Энергетический подход к взаимодействию
- •Уравнение непрерывности
- •З акон Ома для неоднородного участка цепи
- •Применение правил Кирхгофа
- •Закон Джоуля-Ленца
- •Однородный участок цепи
- •Неоднородный участок цепи
- •Магнетизм
- •Сила Лоренца
- •Магнитное поле равномерно движущегося заряда
- •Закон Био-Савара
- •Теорема Гаусса для
- •Сила Ампера
- •Сила, действующая на контур с током
- •Момент сил, действующих на контур с током
- •Работа при перемещении контура с током
- •Магнитное поле в веществе
- •Намагниченность
- •Ток намагничивания
- •Циркуляция вектора
- •Вектор . Теорема о циркуляции
- •Связь и
- •Связь и
- •Граничные условия для и
- •Поле в однородном магнетике
- •Ферромагнетики
- •Относительный характер электрических и магнитных полей
- •Переход от одной исо к другой
- •Релятивистская природа магнетизма
- •Инварианты эмп
- •Электромагнитная индукция
- •Закон электромагнитной индукции
- •Природа электромагнитной индукции
- •Индуктивность
- •Самоиндукция
- •В заимная индуктивность
- •Взаимная индукция
- •Энергия магнитного поля
- •Уравнения Максвелла. Энергия эмп. Ток смещения
- •Система уравнений Максвелла
- •Уравнения Максвелла в дифференциальной форме
- •Теорема Пойнтинга
- •Электрические колебания
- •Свободные колебания
- •Затухающие колебания
- •Величины, характеризующие затухание
- •Вынужденные электрические колебания
- •Резонансные кривые
- •Переменный ток
- •Мощность в цепи переменного тока
Момент сил, действующий на диполь
В однородном электрическом поле на диполь действует пара сил и .
Тогда момент сил, действующих на диполь
или
- стремится повернуть диполь в устойчивое положение , в котором .
Энергия диполя в поле
и (с учетом или
При (устойчивое равновесие)
Электрическое поле в веществе
Электростатическая индукция – появление нескомпенсированых зарядов в
различных областях вещества под действием внешнего
электрического поля.
Индуцированные заряды – заряды, возникающие в веществе при электростатической
индукции.
Поле индуцированных зарядов зависит от свойств вещества.
Внешнее поле и поле индуцированных зарядов образуют результирующее поле.
Электрическое поле в проводнике
Поместим проводник в электрическое поле в вакууме. В равновесии заряды в проводнике не движутся. Значит в проводнике поля нет( ) и (согласно теореме Гаусса) заряд в нем q=0, т.е. внутри проводника нет ни поля ни заряда.
На поверхности проводника находятся избыточные индуцированные заряды с поверхностной плотностью заряда в очень тонком поверхностном слое (1-2 межатомных расстояния).
Весь проводник представляет собой эквипотенциальную область с (т.к. ).
У поверхности проводника результирующее поле нормально к поверхности (при наличии тангенциальной составляющей равновесие зарядов было бы невозможно).
Рассмотрим малый цилиндр, ось которого нормальна к поверхности. Поле создает поток только наружу проводника , т.к. внутри поля нет. Тогда по теореме
Гаусса , где - площадь основания цилиндра, - нормальная составляющая поля; или
и определяются всеми зарядами проводника, а не только теми, что лежат в ;
при >0 и обратно.
Силы, действующие на поверхность проводника
Рассмотрим границу проводник – вакуум. На малый элемент поверхности действует сила , где - заряд элемента , - напряженность поля, созданного остальными зарядами системы ( кроме ).
можно полагать одинаковой по обе стороны границы раздела сред.
Элемент для приграничных точек можно считать бесконечно большим и он, как бесконечная заряженная плоскость создает поле
Результирующее поле :
а) в проводнике
б) в вакууме в окрестности : , где - орт
нормали к .
Тогда на единицу площади заряженной поверхности действует сила , где f – поверхностная плотность сил.
Независимо от знака направлена наружу и стремится растянуть проводник.