Электростатикалық өріс. Элстат.өріс кернеулігі. Кернеуліктің күш сызықтары.

Электростатикалық өріс электр зарядтардан пайда болып уақыт бойынша өзгермейтін өріс. Қозғалмайтын электр зарядтарының тудыратын өрісі уақыт бойынша өзгермейді және электрстатикалық өріс деп аталады.

Электрстатикалық өріс кернеулігі

Қазіргі күнгі көзқарасқа сәйкес электр зарядратының өзара әсерлесуі өріс арқылы болады. Кез келген зарядалған дене өз төңірегінде өріс туғызады. Ол өрістің бар екендігіне оған енгізілген өте аз мөлшерлі «сыншы зарядқа» күштің әсер етуі арқылы көз жеткізуге болады. Өрістің бар екендігін анықтауға қолданған заряд сыншы деп аталған. Өріс тарапынан әсер етуші күштің өріске енгізілген зарядтың шамасына қатынасын электр өрісінің кернеулігі деп атайды:

. (11.6)

Егер өріс көзінің заряды болса, онда Кулон заңына сүйене отырып, (11.6) өрнегін былай жазуға болады:

(11.7)

немесе скаляр түрінде өріс кернеулігі

. (11.8)

Ал егер өріс туғызушы заряд бірнеше нүктелік зарядтардың жүйесі болса, қорытқы өріс кернеулігі әрбір нүктелік заряд кернеулігінің векторлық қосындысына тең болады:

, (11.9)

мұндағы - өрістің қарастырылып отырған нүктесі мен заряд арасындағы қашықтық. Бұл өрнек электр өрістеріне суперпозиция принципін қолдануға болатындығын көрсетеді. Бұл принцип бойынша зарядтар жүйесі туғызатын қорытқы электр өрісі берілген нүктеде әр заряд туғызатын электр өрістерінің геометриялық қосындысына тең болады.

Электр өрісі күш сызықтары теріс зарядтан басталып, оң зарядтан аяқталады. Күш сызықтары - әрбір нүктесіне жүргізген жанама сол нүктедегі кернеулік векторының бағытымен сәйкес келетіндей түрде электр өрісіне жүргізілген сызықтарды айтады.

 

53-СҰРАҚ

Электростатикалық өріс кернеулік вектрының ағыны. Вакуумдағы электростатикалық өріс үшін Остроградский Гаусс теоремасы.

Тұйық бет арқылы өтетін кернеулік векторының ағыны деп осы бетті тесіп өтетін электр өрісі кернеулік векторының осы беттің ауданына скаляр көбейтіндісіне тең шаманы айтамыз.

Электр өрісі біртекті болған жағдайда электр өрісінің кернеулік векторының ағыны келесі формуламен анықталады: мұндағы: - тұйық беттің ауданы, - осы ауданға тұрғызылған нормаль вектор.

Кез келген өрістер үшін келесі формула қолданылады:

мұндағы: элементар аудан арқылы өтетін кернеулік векторының ағыны. Кез келген аудан арқылы өтетін кернеулік векторының ағыны:

Нүктелік зарядтың электр өрісінің кернеулік векторының ағынын табайық.

 

Радиусы -ге тең тұйық сфералық беттің центрінде заряды -ға тең нүктелік заряд орналассын. . Нүктелік зарядтың кернеулік векторы екенін ескерсек

Вакуумдегі электр өрісі үшін Остроградский-Гаусс теоремасы:

Тұйық бет арқылы өтетін кернеулік вектордың ағыны осы бет қамтитын зарядтың шамасына тура пропорционал болады.