Дан положительный заряд q, в поле которого движется некий пробный заряд из точки 1 в 2 в пространстве.

 

dr- увеличение расстояния между зарядами в результате перемещения q на dl

φ – потенциал поля заряда q

допустим точка r→r₂

электрическое поле хар-ся 2 величинами:

напряженность (Е)

потенциал (φ)

между этими 2 величинами имеется однозначная взаимосвязь.

зависимость напряженности от φ

Электрический диполь. Дипольный момент. Электрический диполь в электрическом поле.

Электрический диполь – сис-ма из 2 точечных зарядов одинаковой величины и противоположные по знаку. Расстояние между этими полями намного меньше расстояния до точки, где рассматривается поле этой сис-мы заряда.

 

Р- дипольным моментом,

Дано однородное дипольное магнитное поле.

 

 

этот момент вращает диполь и стремится установить его вдоль линий поля.

 

Диэлектрики в электрическом поле. Электрическое смещение. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость.

Диэлектрики - вещ-ва в кот. электрич. заряд связан в молекулах и атомах и не могут перемещаться свободно. Молекулы диэлектрика имеют «центр тяжести» «+» и «-» заряда.

 

«центры тяжести образуют электрический диполь». Если центры тяжести «+» и «-» заряда совпадают, то молекула наз-ся неполярной, диэлектрик тоже неполярный.

Если центры тяжести не совпадают, то молекула будет полярной, диэлектрик тоже полярный. Если неполярный диэлектрик вносится во внешнее электрич. поле, то его молекулы деформируются, диэлектрик поляризуется.

Если полярный диэлектрик вносится в электрич. поле, то его молекулы вращаются и устанавливаются вдоль поля, диэлектрик поляризуется. Существует 2 вида поляризации: вращательная и деформационная.

P_i – дипольный момент отдельной молекулы

ΔV-элементарный объем диэлектрика

P- дипольный момент единицы объема диэлектрика.

Р~Е

α- коэффициент пропорциональности

χ- диэлектр. Восприимчивость вещ-ва.

ρ - плотность свободного заряда.

так как в диэлектриках существует как связанный заряд так и свободный.

напряженность поля Е в диэлектрике не может служить характеристикой поля в нем, так как Е функция связанного заряда.

Допустим что:

D- вектор электрического смещения.

теорема Гаусса для диэлектрика

ε – диэлектрическая проницаемость вещ-ва.

теорема Гаусса для диэлектрика в общем виде

теорема Гаусса для вакуума, так как ε=1

физический смысл диэлектрической проницаемости вещ-ва.

ε – показывает во сколько раз уменьшается электрич. поле в диэлектрике.

 

Проводники в электрическом поле. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора и эл.поля.

Проводником называется вещ-во в кот. электрич. заряд не связан в вакууме и может перемещаться свободно под действием сколь угодно малой силы. К проводникам относятся металлы, полупроводники, электролиты. Если поместить проводник во внешнее поле, то заряды перемещаются к поверхности проводника.

 

 

пусть мы имеем заряженный проводник с зарядом q, φ – потенциал

q~φ

C- коэффициент пропорциональности – электроемкость проводника.

 

Конденсаторы состоят из 2 проводников, которые разделены электрическим пространством. Они бывают плоские, цилиндрич., сферические.

 

 

Электрический ток. Закон Ома и Дж. Ленца.

Электрический ток - направленное движение электрических зарядов. Носителями зарядами яв-ся в твердых телах – электроны, в жидкостях – ионы, в газах электроны и ионы. Электрич. ток харак-ся физ. величиной названной силой тока. Сила тока показывает заряд, протекающий через сечение проводника за единицу времени.

если ток не меняется по величине и направлению он наз-ся постоянным.

в некоторых случаях ток протекает не равномерно по сечению → вводится понятие плотности тока, которое показывает ток протекающий через единицу площадки ┴ к направлению тока.

J – плотность тока.

 

 

Если площадка не ┴ и составляет угол α

скалярное произведение

пусть мы имеем некую замкнутую поверхность S, которая содержит заряд q, плотностью ρ.

из этой поверхности течет ток во всех направлениях.

- интеграл по замкнутой поверхности

V- объем поверхности

- уравнение непрерывности. Это выражение выражает закон сохранения заряда (если в этой замкнутой поверхности имеются источники или стоки заряда, то из нее убывает заряд или накапливается). Если ток постоянный, то сколько зарядов прибывает столько и убывает →

рассмотрим некий проводник, на концах которого создана разность потенциалов. Допустим, что φ₁ > φ₂

 

Работа внешних сил по перемещению внешнего заряда на участие цепи – электродвижущая сила.

А_вн= внешняя работа

q - электрический заряд

E_{1,2 -} электр. Сила

работа сил по перемещению заряда внутри проводника.

полная работа, совершаемая в этой цепи

электрическая напряженность

если внутри проводника не протекают химические реакции, то эта работа переходит во внутреннюю энергию проводника. Проводник нагревается и выделяет тепло Q=IUt

закон Ома

G- проводимость (коэффициент пропорциональности)

электрическое сопротивление

 

 

Магнитное поле. Закон Био-Савара- Лапласа.

 

магнитное поле характеризуется физ. величиной названной индукцией магнитного поля. Эта величина показывает силу, с которой данное поле действует на проводник единичной длины по которому течет единичный ток.

если поле создается несколькими токами, n – токов, то результирующее поле – векторная сумма индукции отдельных токов.

принцип суперпозиции магнитных полей.

Дан заряд q который движется со скоростью V.

магнитная постоянная

К- коэффициент пропорциональности

дан проводник, по которому течет ток I.

 

N- число заряда

n- количество зарядов

dl- дополнительный вектор

dl║j

закон Био-Саварра-Лапласса.

 

Сила Лоренца. Закон Ампера. Рамка с током в магнитном поле. Магнитный и вращательный момент.

Дано однородное поле индукции В.

 

сила Лоренца

вектора F, V,B - составляют правовинтовую систему для положительного заряда, для отрицательного заряда – левовинтовую систему.