- •1) Электрические заряды:
- •8) Работа в эсп. Циркуляция е.
- •9) Энергия взаимодействия эл. Зарядов:
- •10) Связь напряженности и потенциала. Градиент потенциала.
- •11) Эсп внутри и вне заряженного проводника:
- •12) Электрическая емкость:
- •13. Диэлектрики в эл. Поле. Поляризация. Диполь в эл. Поле.
- •14. Неполярные и полярные диэлектрики. Физические величины поляризации. Эл. Смещение d (физ. Смысл). Связь e, d, p.
- •15. Эл. Смещение d (физ. Смысл). Связь e, d, p. Т. Гаусса для диэлектриков.
- •16. Явления на границе раздела двух диэлектриков.
- •18. Сила и плотность тока. Поток вектора j. Уравнение непрерывности.
- •19. Сторонние силы. Эдс. Закон Ома для однородного и неоднородного участков цепи.
- •20. Закон Ома для однородного и неоднородного участков цепи. Закон Джоуля-Ленца.
- •21. Классическая электронная теория электропроводимости металлов. Элементарная классическая теория проводимости металлов.
- •22. Эл. Ток в газах.
- •23. Поток вектора и дивергенция (для векторов e, d и j).
- •24) Циркуляция и ротор. Для вектора е.
- •25) Итоги по эл. Статике.
1) Электрические заряды:
Взаимодействие:
Эл. заряды покоятся – э.с. взаимодействие. Причина – з-н Кулона.
Эл. заряды движутся – м. взаимодействие. Причина – з-н Био-Савр-Лаплас.
Эл. и м. поля изменяются во времени и пространстве – эл.м взаимодействие. – ур-е Максвелла.
Св-во зарядов: одноименные притягиваются; минимальный зарял – элементарный. Протон состоит из 2-х кварков: 2*2/3е+1*(-1/3)е, е=1.6*10^-19Кл. [1 кл=1А*1с.]
ЭСП – особая форма материи.
Закон сохранения эл заряда: суммарный заряд изолированной системы не изменяется при любых процессах.
Закон Кулона: Был установлен экспериментально с помощью крутильных весов.
вектор r показывает направление действия силы.
Напряженность эсп – силовая хар-ка. = силе действующей на ед. положит. заряд в данной точке поля = отношение силы, действ на пробный заряд q0 в данной точке поля к величине этого заряда.
Эсп можно нарисовать:
Длина вектора напряженности в каждой точке пространства качественно характеризует напряженность.
Диполь: это система, состоящая из 2-х равных по величине и разных по знаку зарядов, находящихся на расстоянии L друг от друга. Осн хар-ка – дипольный момент: .
ra и rb –расстояния от центра плеча до рассм. точки.
2) Поток напряженности эсп.
Понятие поток вектора было введено в гидродинамике.
Рассм. спокойное движение жидкости. Тогда можно ввести понятие потока жидкости:
1) Выберем обьем, где скорость можно считать константой.
Т.к эсп – векторное, то можно провести аналогии с гидродинамикой:
3) Теорема Гаусса:
Задача определения напряженности поля, создаваемого разными заряженными обьектами решается с помошью т. Гаусса(Остроградского):
а) Проведем ввзп в виде нам удобном.
б)
Заряженные объекты характеризуются следующими величинами:
5,6) Применение т. Гаусса:
7) Электрическое смещение D. Связанные заряды.
Влияние среды на F и E обусловлены явлением – поляризацией.
Заряды подразделяются на свободные(не входят в состав атомов и молекул => могут свободно перемещаться по всему объему объекта) и связанные(входят в состав молекул и атомов – могут перемещаться только в пределах атома или молекулы – на микро расстояния).
Проводник – много свободных зарядов. Если проводник в эсп – то в нем возникает электростатическая индукция. Е =0 внутри проводника.
Металлы – электроны с внешних оболочек атомов – носители заряда – электронный газ;
Жидкости – “+” “-” ионы – носители заряда. Если в дистиллированную воду насыпать соли – диссоциация.
Газы: ионы появляются от тепла.
Диэлектрики – только связанные заряды. Если диэлектрик в эсп – уменьшение внешнего эсп из-за поляризации: Е=Ео-Е’.
Эл смещение. Для решения задач введено понятие электрическое смещение: . Оно не зависит от того, какие вещ-ва окружают объект. Е – начинается на свободных зарядах, а заканчивается на связаных и наоборот, а D – начинается и заканчивается только на свободных зарядах.
Поток вектора D:
Теорема Гаусса:
Поток вектора D через замкнутую поверхность равен сумме свободных зарядов внутри этой поверхности. В этой ф-ле нет диэлектрической проницаемости среды!