Теоретические основы
При наличии определенной симметрии в расположении зарядов, в некоторых случаях для расчета напряженности электрического поля применяется теорема Гаусса:
,(3.1)
Поток вектора напряженности в левой части выражения (3.1) вычисляется по любой наиболее удобной замкнутой поверхности S, а в правой части учтены только заряды Qi,заключенные внутри этой поверхности.
При непрерывном распределении зарядов суммирование зарядов в правой части уравнения (3.1) заменяется интегрированием плотности электрического заряда ρ по объему V, охватываемому замкнутой поверхностью S:
, (3.2)
Чтобы избежать затруднений связанных с выбором замкнутой поверхности S при использовании теоремы Гаусса, необходимо найти направление вектора в пространстве, окружающем заряженное тело из соображений симметрии. При этом точка, в которой определяют вектор напряженности, должна принадлежать замкнутой поверхности интегрирования S. Поверхность S выбирают симметричной расположению зарядов, а ее составные части должны быть либо перпендикулярны (Si), либо касательные к вектору напряженности (Sj).
В этом случае поток вектора напряженности через замкнутую поверхность можно представить как сумму поверхностных интегралов:
, (3.3)
где вторая сумма равна нулю , а первая преобразуется к виду , где αi = 0 или αi = π.
Напряжённость и потенциал связаны между собой следующими соотношениями
или (3.4)
Потенциал электрического поля в заданной точке А определяется по известной функциональной зависимости . При этом принимают, что потенциал поля в точке Р равен нулю. Для точечных и сферически симметричных зарядов эту точку удобно располагать на бесконечности. Из формулы (2.17) следует разность потенциаловмежду двумя точками поля А и В
, (3.5)
Дата добавления: 2016-07-22; просмотров: 1504;