1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ Электрическое поле в вакууме 1

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В
ВАКУУМЕ
Электрическое поле в вакууме
1
1. 1. Электрические свойства тел.
Закон Кулона
Элементарный заряд  это электрический заряд,
равный по модулю заряду электрона е
e  1.6021892  0.0000046   1019 Кл.
Электрическое поле в вакууме
2
Закон сохранения электрического заряда
В любой электроизолированной системе заряженных
тел суммарный электрический заряд сохраняется:
q
q
i
 const.
i
Электрическое поле в вакууме
3
Закон Кулона
Сила взаимодействия двух точечных неподвижных
зарядов в пустоте пропорциональна величине каждого
из зарядов, обратно пропорциональна квадрату
расстояния между ними и направлена по прямой,
соединяющей эти заряды
q1q2 r12
F21  F12  k 2  .
r
r
Электрическое поле в вакууме
4
1.2. Электрическое поле.
Напряженность
Напряженность электрического поля в какой-либо
точке пространства  это вектор Е, который численно
равен и совпадает по направлению с силой F,
действующей со стороны поля на помещенный в
рассматриваемую точку единичный положительный
пробный заряд
F
E
.
qпр
Электрическое поле в вакууме
5
Напряженность электрического поля
точечного заряда
1
q r
E
 2 .
4  0 r r
Электрическое поле в вакууме
6
Принцип суперпозиции
(независимого наложения)
электрических полей
Напряженность
поля,
созданного
системой
неподвижных заряженных тел, равна векторной сумме
напряженностей полей, создаваемых каждым телом в
отдельности.
Электрическое поле в вакууме
7
Силовая линия
Линия напряженности электрического поля
(силовая линия)  это такая линия, касательная к
которой в каждой точке пространства совпадает по
направлению
с
вектором
напряженности
электрического поля.
Электрическое поле в вакууме
8
Силовые линии точечного заряда
Электрическое поле в вакууме
9
Электрическое поле равномерно
заряженной плоскости
Электрическое поле в вакууме
10
1.3. Поток вектора напряженности.
Теорема Остроградского-Гаусса
Поток
вектора напряженности Е через
малую площадку dS
d E  EdS.
Электрическое поле в вакууме
11
Теорема Остроградского-Гаусса
Полный
поток
вектора
напряженности
электрического
поля
через
замкнутую
поверхность произвольной формы численно равен
алгебраической сумме электрических зарядов,
охватываемых этой поверхностью, деленной на
электрическую постоянную
 Ei 
q
i
i
0
.
Электрическое поле в вакууме
12
1.4. Поле бесконечной заряженной
плоскости
Электрическое поле в вакууме
13
1.5. Работа сил поля при
перемещении заряда. Потенциал
электростатического поля
Циркуляция
вектора
электрического поля

напряженности

r r
Ñ
 E  dl .
Электрическое поле в вакууме
14
Условие потенциальности
электростатического поля (теорема о
циркуляции электростатического поля)
Циркуляция
вектора
напряженности
электростатического поля Е по любому замкнутому
контуру равна нулю.


r r
Ñ
 E  dl  0.
Электрическое поле в вакууме
15
Потенциал электростатического поля
Потенциал электростатического поля  это
физическая
величина,
равная
отношению
потенциальной энергии заряда qпр в данной точке
пространства, к величине этого заряда


qпр
.
Электрическое поле в вакууме
16
Потенциал электростатического поля
точечного заряда

q
4  0r
.
Электрическое поле в вакууме
17
Эквипотенциальная поверхность
Эквипотенциальная поверхность (поверхность
равного потенциала)  это совокупность точек,
имеющих равный потенциал.
Электрическое поле в вакууме
18
Эквипотенциальные поверхности и
силовые линии поля точечного заряда
Электрическое поле в вакууме
19
Эквипотенциальные поверхности
однородного электрического поля
Электрическое поле в вакууме
20
Эквипотенциальные поверхности двух
разноименных одинаковых по модулю
точечных зарядов
Электрическое поле в вакууме
21