Принцип суперпозиции ( наложения ) полей

Зак.Кулона-

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

← +q1○__r__○+q2 →

 

+q1○→ ___r___←○ -q2

коэффициент пропорциональности

Единица электрического заряда
1 Кл - заряд, проходящий за 1 секунду через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А.
Элементарный заряд:

Электростатическое поле - поле неподвижного эл.заряда, не меняется со временем.

 

Напряженность электрического поля. - количественная характеристика эл. поля.
- это отношение силы, с которой поле действует на внесенный точечный заряд к величине этого заряда.

Направление вектора напряженности
совпадает с направлением вектора силы, действующей на положительный заряд, и противоположно направлению силы, действующий на отрицательный заряд.

 

Напряженность поля точечного заряда( точечным зарядом считает точечным зарядом считается заряженное тело, форма и размеры которого несущественны в данной задаче.ся заряженное тело, форма и размеры которого несущественны в данной задаче. ):

Е=F/q0= [k*q1*q0/r^2]/q1=>
где q0 - заряд, создающий электрическое поле.
В любой точке поля напряженность направлена всегда вдоль прямой, соединяющей эту точку и q0.

E – напряж-ть [Н/Кл или Вт/м]

ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ (НАЛОЖЕНИЯ) ПОЛЕЙ

Если в данной точке пространства различные электрически заряженные частицы 1, 2, 3... и т.д. создают электрические поля с напряженностью Е1, Е2, Е3... и т.д., то результирующая напряженность в данной точке поля равна векторной сумме напряженностей.

 

Линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с вектором напряженности, называется силовой линией электростатического поля.

Свойства силовых линий: не замкнуты (идут от + заряда к -), непрерывны, не пересекаются, их густота говорит о напряженности поля (чем гуще линии, тем больше напряженность).

Если силовые линии электростатического поля параллельны друг другу такое поле называется однородным ( поле конденсатора)

Поток вектора напряженности:

Пусть площадку площадью ΔS однородного поля пересекают силовые линии (линии параллельны). Восстановим перпендикуляр-нормаль n.

Элементарным потоком вектора напряженности называется произведение модуля напряженности на элементарную площадку и на косинус угла между направлением вектора напряженности и нормалью площадки.

Ф=Е*S*cosα [(В*м^2) /м= В*м ]

 

(Ɛ°-типо эпселон нулевое)

Теорема Гаусса определяет поток вектора напряженности через любую замкнутую поверхность, помогает определить напряженность электрических полей от различных заряженных тел.

Задача: найти поток через сферу.

ΔФ=Е*ΔS*cosα, но cosα=1(т.к. α=0)

ΔФ=Е*ΔS (1)

Зная формулу напряженности точечного заряда

E=q/(4 Ɛ°r^2) (2)

(2)→(1)

ΔФ=(q* ΔS) / (4 Ɛ°r^2), а ΔS/ r^2 – телесный угол

Найдем поток через всю сферу:

Ф= Σ ΔФ

Полный телесный угол Ω=4 =>Ф=(q* Ω) / (4 Ɛ°)= q/ Ɛ°

Ф= q/ Ɛ°

1)Для бесконечной плоскости:

Бесконечная плоскость заряжена с постоянной поверхностной плотностью σ

(σ = q/S — заряд, который приходится на единицу поверхности)

 

 

2) для двух разноименно зараженных пластин:

согласно принципу суперпозиции:

1: Еобщ=Е1-Е2=0

2: Еобщ=Е1+Е2=

3: Еобщ=0