Презентация на тему Основные понятия и законы электростатики

между электрически заряженными частицами и телами.

Электродинамика – раздел физики, изучающий электромагнитное взаимодействие электрически заряженных частиц и тел.

Электростатика – раздел электродинамики, в котором изучаются взаимодействие и свойства неподвижных электрически заряженных частиц и тел.

Электрический заряд Q, q – физическая величина, определяющая силу электрического (электромагнитного) взаимодействия частиц или тел.

Единица измерения – 1 Кл (кулон) = 1 А. с

и отрицательные)

Электрический заряд инвариантен

Дискретен. Заряд любого тела составляет целое

= - e = - 1,6 . 10-19 Кл

точечных

Сила взаимодействия F между двумя неподвижными
точечными зарядами , находящимися в вакууме, прямо
пропорциональна произведению величин зарядов Q1 и Q2 ,
обратно пропорциональна квадрату расстояния между
r 2 и направлена вдоль линии, соединяющей заряды.

← Электрическая постоянная

ε - диэлектрическая проницаемость среды. Величина,
показывающая во сколько раз сила взаимодействия
зарядов в среде F меньше, чем в вакууме F0.
ε = F0 / F

которого электрические заряды взаимодействую друг с другом.

Электростатическое поле –

векторная физическая величина, численно равная силе, с которой поле

заряда Q

- в векторной форме

- радиус – вектор, направленный от заряда Q в точку поля А

- единичный вектор

каждой точке пространства (поля) совпадают с направлением вектора напряженности.

указывают направление вектора напряженности

напряженноcть поля E равна числу линий, проходящих через единичную площадку, перпендикулярную линиям

начинаются на положительных зарядах и заканчиваются только на отрицательных зарядах

никогда не пересекаются

Напряженность результирующего поля E , создаваемого

Поток ФЕ вектора напряженности E электрического

Проекция вектора E на
направление
вектора нормали n

площадки


Поток ФЕ численно равен количеству линий напряженности,

пронизывающих

поле через произвольную (искривленную) поверхность S .




поток напряженности через

- вектор элементарной площадки

Остроградского – Гаусса
Поток вектора

Теорема справедлива для любого распределения
зарядов внутри любой замкнутой поверхности;
заряды вне поверхности не учитываются.

Вывод

величина заряда
внутри цилиндра

Поток через цилиндр

Формулы

- в вакууме

- в среде с ε

Поле системы есть суперпозиция полей,
создаваемых каждой из плоскостей в отдельности. Поле однородное.

а) Область пространства на поверхности сферы и

Поле заряженной сферы совпадает с полем точечного заряда,
равного заряду сферы и находящегося в центре сферы.

является потенциальным.

Работа сил электростатического поля по перемещению электрического

работа на элементарном
перемещении
работа по перемещению
единичного

циркуляция вектора напряжённости
электростатического поля по замкнутому
контуру (кривой) L

Эта величина представляет собой полную работу А электрических
сил по перемещению единичного положительного заряда Q0 = + 1Кл
по замкнутому пути ( вдоль кривой L )

положения (точки 1) в другое положение (точку 2)
равна убыли

Циркуляция вектора напряженности электростатического контура равна нулю

Работа электростатических сил по перемещению заряда Q
из одного положения (точки 1) в другое положение (точку 2)
равна убыли потенциальной энергии заряда и не зависит
от пути перещения заряда.

A12 = - ( U2 - U1) = U1 - U2

заряда Q на разность потенциалов
в начальном (1)

Потенциал электростатического поля φ - скалярная физическая величина, численно равная потенциальной энергии единичного положительного заряда, помещенного в данную точку поля. Единица измерения - 1 В = 1 Дж/Кл.

Работа сил электростатического поля А12 равна произведению
величины перемещаемого заряда Q на разность потенциалов
в начальном (1) и конечном (2) положениях заряда.

пространства – физическая величина, определяемая работой
по перемещению единичного

Разность потенциалов между двумя точками 1 и 2 электростатического поля равна работе, совершаемой силами поля при перемещении единичного положительного заряда из одной точки поля (начальной) в другую точку поля (конечную).

Второе определении потенциала. Потенциал поля в данной точке
пространства – физическая величина, определяемая работой
по перемещению единичного положительного заряда из
данной точки поля в бесконечность.

● Потенциал бесконечно удалённой точки считается равным нулю

● Эта формула выражает потенциал равномерно заряженного
шара (или сферы) при r ≥ R, где R - радиус шара (или сферы)

потенциалов

Потенциал результирующего поля, созданного системой
электрических

и потенциалом

Работа при перемещении заряда Q = +1 Кл из точки 1 в точку 2

E

dl

α

1

2

единичного заряда на dl вдоль линии

В окрестности какой - либо точки электростатического
поля потенциал поля φ наиболее быстро изменяется в направлении линии напряженности.

dφ - изменение потенциала, вызванное перемещением
единичного заряда на dl вдоль линии напряжённости

- это величина (модуль) градиента потенциала grad φ
электростатического поля, характеризующего быстроту
изменения потенциала φ в пространстве

электростатического поля измеряется уменьшением
потенциала поля, приходящимся на единицу длины

В векторном виде связь между напряженностью E и потенциалом φ имеет вид:

Физический смысл. Напряжённость поля в данной точке
(месте) электростатического поля измеряется уменьшением
потенциала поля, приходящимся на единицу длины линии
напряжённости.

поля
φ1 и φ2 - потенциалы в

1

2

3

E

+

_