Электростатика изучает только электростатические поля и взаимодействия неподвижных зарядов.
Для характеристики электрического поля вводят понятие напряженности. Напряженностью в каждой точке электрического поля называется вектор , численно равный отношению силы, с которой это поле действует на пробный положительный заряд, помещенный в данную точку, и величины этого заряда, и направленный в сторону действия силы.
Пробный заряд, который вносится в поле, предполагается точечным и часто называется пробным зарядом.
- Он не участвует в создании поля, которое с его помощью измеряется.
- предполагается, что этот заряд не искажает исследуемого поля, то есть он достаточно мал и не вызывает перераспределения зарядов, создающих поле.
Если на пробный точечный заряд поле действует силой , то напряженность .
Единицы напряженности:
СИ:
СГСЭ:
В системе СИ выражение для поля точечного заряда:
.
В векторной форме:
Здесь – радиус-вектор, проведенный из заряда q , создающего поле, в данную точку.
Таким образом, векторы напряженности электрического поля точечного заряда q во всех точках поля направлены радиально (рис.1.3)
- от заряда, если он положительный, «исток»
- и к заряду, если он отрицательный «сток»
Для графической интерпретации электрического поля вводят понятие силовой линии или линии напряженности. Это
· кривая, касательная в каждой точке к которой совпадает с вектором напряженности.
· Линия напряженности начинается на положительном заряде и заканчивается на отрицательном.
· Линии напряженности не пересекаются, так как в каждой точке поля вектор напряженности имеет лишь одно направление.
1.4.Принцип суперпозиции электрических полей.
Основная задача электростатики заключается в том, чтобы по заданным распределению в пространстве и величине источников поля – электрических зарядов, найти величину и направление вектора напряженности в каждой точке поля.
Рассмотрим поле, созданное системой точечных зарядов .
В механике рассматривался принцип независимости действия сил.
Согласно этому принципу, результирующая сила , действующая со стороны исследуемого поля на пробный заряд , равна векторной сумме сил , приложенных к нему со стороны каждого из зарядов
, (1)
но известно , что ; и ,
где - напряженность результирующего поля;
- напряженность поля, создаваемого одним зарядом .
Тогда (выражение (1) напряженность электрического поля системы точечных зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых каждым из этих зарядов в отдельности.разделили на ) -
Таким образом, результирующее поле можно найти простым наложением (суперпозицией) полей отдельных зарядов. В этом и состоит принцип суперпозиции полей, или принцип независимых действий электрических полей.
Пусть - радиус-вектор, проведенный из точечного заряда в исследуемую точку поля. Тогда напряженность, создаваемая этим зарядом в данной точке поля ,
а результирующая напряженность .
Каждое заряженное тело можно разбить на столь малые части, что каждая из них будет представлять собой точечный заряд. Поэтому формула эта пригодна для расчета любых электрических полей.
Дата добавления: 2020-12-11; просмотров: 361;