Электростатическое поле
• Электромагнитное поле – особый вид материи, является носителем энергии и обладает характерными электрическими и магнитными свойствами
• Электростатическое поле – частный вид электромагнитного поля, создается совокупностью неподвижных электрических зарядов, величина которых не меняется во времени.
Электрический заряд
• Из курса физики известно, что вещество состоит из элементарных заряженных частиц, окруженных электромагнитным полем.
• В теории э-м поля рассматривают процессы в макроскопическом смысле, т.е. рассматривают общий электрический заряд тела.
Электрические заряды можно считать бесконечно делимыми и пользоваться понятиями:
• объемной плотности заряда:
Электрический заряд
• поверхностной плотности заряда:
Линейная плотность заряда
Электрический заряд
• В основу определения электрического поля положено его механическое проявление – закон Кулона
Напряженность электростатического поля
• Напряженность поля – сила , действующая на единичный положительный пробный заряд (q), внесенный в электростатическое поле заряда Q:
Напряженность поля точечного заряда Q:
Принцип суперпозиции электрических полей
• Если поле создано несколькими электрическими зарядами, то напряженность результирующего поля в каждой точке равна векторной сумме напряженностей от каждого из зарядов в отдельности
Графическое представление поля
• Электростатическое поле изображают с помощью линий напряженности поля или силовых линий поля. Эти линии проводят так, чтобы касательные к ним в каждой точке пространства совпадали с вектором напряженности в данной точке. Линии напряженности никогда не пересекаются.
• Величину напряженности поля характеризуют числом линий напряженности, пронизывающих единицу поверхности, перпендикулярной линиям.
Графическое представление поля
Силовая линия начинается на положительном заряде и заканчивается на отрицательном заряде
Поток вектора напряженности поля
• - это число линий напряженности, пронизывающих элементарную площадку dS, нормаль n к которой образует угол с вектором
Теорема Гаусса (в вакууме)
Поток вектора напряженности сквозь сферическую поверхность радиуса r, охватывающую точечный заряд Q, находящийся в ее центре:
Теорема Гаусса (в вакууме)
Общая формулировка теоремы Гаусса:
• Поток вектора напряженности электростатического поля в вакууме через произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности зарядов, деленной на .