30. Связь напряжённости и потенциала. Слп и ипп, их свойства.
Линии напряжённости электрического поля (СЛП, ЛН) – это линии, касательные к которым совпадают по направлению с вектором напряжённости.
Свойства: непрерывны, не пересекаются, не замкнуты.
Эквипотенциальные поверхности (ЭПП) – это поверхности равного потенциала.
Свойства: работа поля равна нулю, при перемежении заряда вдоль ЭПП, вектор напряжённости направлен в сторону убывающего потенциала, СЛП нармальны ЭПП.
31. Поток вектора напряжённости. Теорема Гаусса.
Элементарный
поток dФ
– это число силовых линий, пронизывающих
площадку dS,
нормаль к которой образует угол
с вектором напряжённости электрического
поля.
Поток через поверхность S:
Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме.
Поток вектора напряжённости сквозь замкнутую поверхность равен алгебраической сумме зарядов внутри этой поверхности, делённой на электрическую постоянную.
В случае непрерывного распределения заряда:
Доказательство:
Точечный положительный заряд внутри произвольной замкнутой поверхности:
Точечный положительный заряд вне поверхности S:
Система точечных зарядов внутри поверхности S:
32. Расчёт напряжённости поля и разности потенциалов равномерно заряжённой бесконечной плоскости.
|
Равномерно заряженная бесконечная плоскость. |
Разность потенциалов.
|
|
|
Поле равномерно заряженной плоскости – однородное.
33. Расчёт напряжённости поля и разности потенциалов равномерно заряженного бесконечного цилиндра.
|
Равномерно заряженный бесконечный цилиндр. |
Напряжённость поля.
|
34. Расчёт напряжённости поля и разности потенциалов равномерно заряженной сферы.
|
Равномерно заряженная сфера |
Напряжённость поля.
Разность потенциалов.
|
35. Проводники в электростатическом поле. Электроёмкость. Конденсаторы.
При внесении проводника в электрическое поле заряды, приходя в движение, образуют кратковременный ток, что ведёт к разделению зарядов в проводнике. Возникает электрическое поле, направленное противоположно внешнему полю.
Перераспределение поверхностных зарядов в проводнике под действием внешнего электростатического поля называют явлением электростатической индукции.
Электроёмкость – это величина, численно равная заряду, сообщение которого проводнику повышает его потенциал на единицу.
Конденсаторы – это два проводника (обкладки), разделённые слоем диэлектрика. Поле сосредоточено внутри конденсатора между проводниками, несущими одинаковый по величине, но разный (различный) по знаку заряд.
Конденсаторы.
|
Плоский |
Сферический |
Цилиндрический |
|
|
|
|
36. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков. Поляризованность.
Диэлектрики – это вещества, практически не проводящие электрического тока. Для объяснение поведения .диэлектриков в электрическом поле будем рассматривать молекулы диэлектрика, как диполь.
Поляризация – это процесс лориентации диполей или появление под воздействием электрического поля ориентированных по полю диполей.
Виды поляризации:
электронная или деформационная – возникновение дипольного момента у молекул за счёт деформации электронных орбит;
ориентационная или дипольная – ориентация дипольных молекул по полю;
ионная – смещение подрешёток положительных и отрицательных ионов, приводящее к возникновению дипольного момента.
Поляризованность – это дипольный момент единицы объёма вещества.
Для изотропного диэлектрика при не слишком большой напряжённости поля:
В поле плоского конденсатора внесём диэлектрическую пластину. В результате поляризации наблюдается смещение зарядов в диэлектрике и появление поля, направленного навстречу полю пластин конденсатора.
;
;
;
;
;
.
