Національний Університет “Львівська Політехніка”
Розрахункова робота
з фізики
на тему:Електричне поле.Напруженість електричного поля.
Тнорема Остроградського-Гаусса.
Простір, у якому перебуває електричний заряд, характеризується певними фізичними властивостями і називається електричним полем.
Електричне поле – це специфічний вид матерії, який існує навколо електричних зарядів і за допомогою якого передається електрична взаємодія.
Воно проявляє себе в тому, що поміщений в нього електричний заряд виявляється під дією сили, яка пропорційна до величини заряду. Якщо електричне поле створюється нерухомими електричними зарядами, то таке поле називається елек тростатичним.
Для виявлення і дослідного вивчення електростатичного поля використовується пробний заряд . Це одиничний позитивний точковий заряд, який не бере участі у створенні поля і не спотворює досліджуване поле, тобто не спричинює перерозподілу зарядів, які утворюють поле. Якщо в поле, що створюється зарядом q помістити пробний заряд , то на нього діє сила , яка пропорційна до величини . Тому ця сила не може бути характеристикою самого поля.
Але величина, яка дорівнює відношенню , може служити силовою характеристикою поля. Векторна величина називається напруженістю електричного поля.
Напруженість електричного поля числово дорівнює силі, що діє на одиничний позитивний пробний заряд в даній точці поля.
У системі СІ одиниця напруженості електричного поля 1 Н/Кл – це напруженість такого поля, яке діє з силою 1 Н на точковий заряд 1 Кл.
Електричні поля зображають за допомогою ліній напруженості, які проводять так, щоб дотичні до цих ліній в кожній точці збігалися з напрямками вектора (рис. 97).
Лінії напруженості мають початок і кінець або йдуть у нескінченність чи з нескінченності, вони напрямлені від позитив ного заряду до негативного, тобто виходять з позитивного заряду, а входять у негативний заряд. Лінії напруженості ніколи не перетинаються. Ці лінії проводять з такою густиною, щоб кількість ліній, які пронизують одиничну площу, перпендикулярну до вектора напруженості, числово дорівнювала величині напруженості електричного поля в місці розміщення площини. Приклади графічного зображення елек тричних полів за допомогою ліній напруженості показано на рис. 98.
Поле, у всіх точках якого величина і напрямок вектора напруженості незмінні, називається однорідним.
Воно утворюється між зарядженими площинами, якщо вони паралельні і нес кінченно великі. Однорідне поле зображують паралельними лініями напруженості, що мають однакову густину.
Якщо поле створено системою N нерухомих зарядів, то результуюча сила, яка діє на пробний заряд зі сторони системи зарядів, дорівнює векторній сумі сил, з якими окремі заряди діють на пробний.
Напруженість поля системи точкових зарядів дорівнює векторній сумі нап руженостей полів, які створював би кожний із зарядів системи зокрема:
,
.
Це твердження називають принципом незалежності дії електричних полів, або принципом суперпозиції полів.
Нерухомі електричні заряди розміщуються в просторі або дискретно в окремих точках, або неперервно – вздовж якоїсь лінії, на поверхні якого-небудь тіла або в якомусь об’ємі. Якщо заряд неперервно розподілений вздовж лінії, то можна ввести лінійну густину електричних зарядів
,
де - заряд ділянки лінії завдовжки
Неперервний розподіл заряду по якійсь поверхні характеризується поверхневою густиною зарядів
,
де - заряд ділянки поверхні, площа якої становить .
Якщо заряд неперервно розподілений у певному об’ємі , то введемо об’ємну густину зарядів
.
Потенціалом будь-якої точки електростатичного поля називають фі зичну величину, яка числово дорівнює потенціальній енергії одиничного позитивного заряду, поміщеного в цю точку.
Одиниця потенціалу – вольт. 1B - це потенціал такої точки поля, в якій заряд величиною 1 Кл володіє потенціальною енергією в 1 Дж.
Потенціал поля, створеного одним то...
