ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

1. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОСТАТИКИ

1.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. ЕЛЕКРОСТАТИЧНЕ ПОЛЕ. НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ. ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ ПОЛЕЙ

Электрическое поле - это вид материи (частичный случай электромагнитного поля), основной особенностью которой является воздействие на тела и частицы, имеющие электрический заряд.

Различают два основных вида электрических полей: электростатическое и вихревое (индукционное).

Электростатические поля - это электрические поля, которые существуют вокруг неподвижных (в данной системе отсчета) тел или частиц, имеющие электрический заряд.

Напряженность электрического поля () - силовая характеристика поля. Это векторная величина, равна отношению силы, с которой поле действует на пробный заряд, к величине этого заряда:

Пробный заряд - это точечный положительный заряд, что вносится в поле.

Сила, с которой действует электростатическое поле называется кулоновским силой:

Линии напряженности (силовые линии) электрического поля - непрерывные линии, касательные к которым в каждой точке, через которую они проходят, совпадают с вектором напряженности поля (рис. 2, а).

Линии напряженности электростатического поля начинаются на положительно заряженном теле и оканчиваются на отрицательно заряженном теле (рис. 2, б).

Рис. 2

Принцип суперпозиции (наложения): напряженность поля системы зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых каждым из зарядов в отдельности:

Поля не взаимодействуют, а накладываются. Заряды взаимодействуют, поскольку поле одного заряда действует на другой, и наоборот (рис. Из, а).

Напряженность поля точечного заряда:

Такой же вид имеет напряженность поля заряженной сферы, где r - расстояние от центра сферы (рис. С, б).

Рис. С

Напряженность поля бесконечной заряженной плоской поверхности (однородное поле):

Поверхностная плотность заряда (а) - это величина, равная электрическому заряду, который приходится на единицу площади поверхности (рис. 4):

Рис. 4

Для равномерно разноименно заряженных параллельных бесконечных плоскостей напряженность удваивается (рис. 5):

Рис. 5

В окружающем пространстве Е = 0.

Поток вектора напряженности (N) (рис. 6):

где α - угол между и нормалью к плоскости S.

Рис. 6

Теорема Остроградского-Гаусса: поток вектора напряженности через любую замкнутую поверхность, окружающую электрические заряды, равна: