Электрическое поле системы неподвижных зарядов в вакууме. Теорема Гаусса. Лекция 1

Содержание

Слайд 2

Лекция 1. Электрическое поле системы неподвижных зарядов в вакууме. Теорема Гаусса для

Лекция 1. Электрическое поле системы неподвижных зарядов в вакууме. Теорема Гаусса для
электростатического поля

Электрический заряд. Закон Кулона.
Напряженность электростатического поля. Силовые линии.
3. Принцип суперпозиции и его применение к расчету поля системы неподвижных зарядов.
4. Поток вектора напряженности электрического поля.
5. Теорема Гаусса в интегральной и дифференциальной формах в вакууме и ее применение для расчета электрических полей.

А.С. Чуев - 2020

Слайд 3

МАТЕРИЯ

ВЕЩЕСТВО

ПОЛЕ

ФИЗ. ВАКУУМ

(Т, Ж, Г)

Электромагнитная теория

Э, М, Гр.

Вирт. Ч

Что такое электрический заряд???

А.С. Чуев

МАТЕРИЯ ВЕЩЕСТВО ПОЛЕ ФИЗ. ВАКУУМ (Т, Ж, Г) Электромагнитная теория Э, М,
- 2020

Слайд 4

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 5

Проявления электрических зарядов

Электризация при трении.
Электро – янтарь.
Молния.

dim Q = IT

[Q] =

Проявления электрических зарядов Электризация при трении. Электро – янтарь. Молния. dim Q
Кл

А.С. Чуев - 2020

Слайд 6

Силовое взаимодействие заряженных тел

А.С. Чуев - 2020

Силовое взаимодействие заряженных тел А.С. Чуев - 2020

Слайд 7

Прибор Кулона

А.С. Чуев - 2020

Прибор Кулона А.С. Чуев - 2020

Слайд 8

Закон Кулона

В СИ:

А.С. Чуев - 2020

Закон Кулона В СИ: А.С. Чуев - 2020

Слайд 9

Электрические заряды не существуют сами по себе, а являются внутренними свойствами элементарных

Электрические заряды не существуют сами по себе, а являются внутренними свойствами элементарных
частиц – электронов, протонов и др.
Опытным путем в 1914 г. американский физик Р. Милликен показал что
электрический заряд дискретен.

Заряд q любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда :

А.С. Чуев - 2020

Слайд 10

Определения плотностей заряда:
– линейная плотность заряда, измеряется в Кл/м;
- поверхностная

Определения плотностей заряда: – линейная плотность заряда, измеряется в Кл/м; - поверхностная
плотность заряда измеряется в Кл/м2;
– объемная плотность заряда, измеряется в Кл/м3.

А.С. Чуев - 2020

Слайд 11

А.С. Чуев - 2020

Электростатическое поле (напряженность)

А.С. Чуев - 2020 Электростатическое поле (напряженность)

Слайд 12

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 13

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 14

Силовая характеристика электростатического поля - напряженность

Определение Е со стороны пробного заряда:
это

Силовая характеристика электростатического поля - напряженность Определение Е со стороны пробного заряда:
отношение силы к величине пробного заряда

Определение Е со стороны заряда, создающего поле

А.С. Чуев - 2020

Слайд 15

В скалярном виде:

Иная форма записи :

здесь r – расстояние от заряда q

В скалярном виде: Иная форма записи : здесь r – расстояние от
до точки, где мы воспринимаем это поле.

А.С. Чуев - 2020

Слайд 16

Энергетическая характеристика электростатического поля – электрический потенциал (скалярный)

Определение потенциала со стороны пробного

Энергетическая характеристика электростатического поля – электрический потенциал (скалярный) Определение потенциала со стороны
заряда: это отношение энергии к величине пробного заряда

Определение потенциала со стороны заряда, создающего поле

А.С. Чуев - 2020

Слайд 17

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 18

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 19

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 20

Эквипотенциальные линии

Циркуляция вектора Е = ?

А.С. Чуев - 2020

Эквипотенциальные линии Циркуляция вектора Е = ? А.С. Чуев - 2020

Слайд 21

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 22

Сложение действия электростатических сил. Принцип суперпозиции

Если поле создается несколькими точечными зарядами,

Сложение действия электростатических сил. Принцип суперпозиции Если поле создается несколькими точечными зарядами,
то на пробный заряд q’ действует несколько сил, складываемых по принципу суперпозиции (линейного наложения).
То есть со стороны каждого отдельного заряда q0 действует такая сила, как если бы других зарядов не было.

А.С. Чуев - 2020

Слайд 23

Напряженность результирующего поля, системы точечных зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, созданных

Напряженность результирующего поля, системы точечных зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, созданных
в данной точке каждым из них в отдельности.

Принцип наложения или суперпозиции электрических полей:

А.С. Чуев - 2020

Слайд 24

Принцип суперпозиции электростатических сил

А.С. Чуев - 2020

Принцип суперпозиции электростатических сил А.С. Чуев - 2020

Слайд 25

Электрический диполь

Электрический дипольный момент

А.С. Чуев - 2020

Электрический диполь Электрический дипольный момент А.С. Чуев - 2020

Слайд 26

Поток вектора напряженности электрического поля

А.С. Чуев - 2020

Поток вектора напряженности электрического поля А.С. Чуев - 2020

Слайд 27

Определение потока вектора Е

А.С. Чуев - 2020

Линия тока

Определение потока вектора Е А.С. Чуев - 2020 Линия тока

Слайд 28

Телесный угол, единица измерения - стерадиан

При таком определении телесный угол не

Телесный угол, единица измерения - стерадиан При таком определении телесный угол не
зависит от радиуса сферы.

А.С. Чуев - 2020

Стерадиан – телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающий на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.

Слайд 29

Плоский угол, единица измерения - радиан

1 радиан — центральный угол, длина дуги

Плоский угол, единица измерения - радиан 1 радиан — центральный угол, длина
которого равна радиусу окружности. При таком определении угол не зависит то радиуса.

А.С. Чуев - 2020

Слайд 30

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 31

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 32

Поток электрического поля точечного заряда через произвольную поверхность S, окружающую заряд.

А.С. Чуев

Поток электрического поля точечного заряда через произвольную поверхность S, окружающую заряд. А.С. Чуев - 2020
- 2020

Слайд 33

Внешний поток сквозь замкнутую поверхность = 0

А.С. Чуев - 2020

Внешний поток сквозь замкнутую поверхность = 0 А.С. Чуев - 2020

Слайд 34

Теорема Гаусса в интегральной форме
(в вакууме)

Доказательство:

А.С. Чуев - 2020

Теорема Гаусса в интегральной форме (в вакууме) Доказательство: А.С. Чуев - 2020

Слайд 35

Теорема Гаусса в дифференциальной форме
(в вакууме). Уравнение Пуассона

А.С. Чуев - 2020

Уравнение

Теорема Гаусса в дифференциальной форме (в вакууме). Уравнение Пуассона А.С. Чуев - 2020 Уравнение Пуассона
Пуассона

Слайд 36

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 37

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 38

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 39

Приводимые далее примеры рассмотреть самостоятельно

А.С. Чуев - 2020

Приводимые далее примеры рассмотреть самостоятельно А.С. Чуев - 2020

Слайд 40

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 41

Не срисовывать

А.С. Чуев - 2020

Не срисовывать А.С. Чуев - 2020

Слайд 42

Определим напряженность электрического поля в точке А на расстоянии х от бесконечно

Определим напряженность электрического поля в точке А на расстоянии х от бесконечно
длинного, линейного, равномерно распределенного заряда.
λ – заряд, приходящийся на единицу длины.

А.С. Чуев - 2020

Слайд 43

Считаем, что х – мало по сравнению с длиной проводника. Элемент длины

Считаем, что х – мало по сравнению с длиной проводника. Элемент длины
dy, несет заряд dq = dy λ. Создаваемая этим элементом напряженность электрического поля в точке А:

А.С. Чуев - 2020

Слайд 44

Вектор имеет проекции dEx и dEy причем
Т.к. проводник бесконечно длинный, а

Вектор имеет проекции dEx и dEy причем Т.к. проводник бесконечно длинный, а
задача симметричная, то у – компонента вектора обратится в ноль (скомпенсируется), т.е.:

А.С. Чуев - 2020

Слайд 45

Тогда
Теперь выразим y через θ.
Т.к.
то

С учетом:

А.С. Чуев - 2020

Тогда Теперь выразим y через θ. Т.к. то С учетом: А.С. Чуев - 2020

Слайд 46

Напряженность электрического поля от линейно распределенных зарядов (заряженной нити) изменяется обратно пропорционально

Напряженность электрического поля от линейно распределенных зарядов (заряженной нити) изменяется обратно пропорционально
расстоянию до заряда.

А.С. Чуев - 2020

Слайд 47

Пример с кольцом

А.С. Чуев - 2020

Пример с кольцом А.С. Чуев - 2020

Слайд 48

А.С. Чуев - 2020

А.С. Чуев - 2020

Слайд 49

Пример с кольцом подробнее

Задано: q и R. Найти зависимость Е(х)

А.С. Чуев

Пример с кольцом подробнее Задано: q и R. Найти зависимость Е(х) А.С. Чуев - 2020
- 2020

Слайд 50

Максимальное значение Е определяется поиском экстремума функции Е(х)

при

Иродов, задача 2.12

А.С. Чуев

Максимальное значение Е определяется поиском экстремума функции Е(х) при Иродов, задача 2.12 А.С. Чуев - 2020
- 2020

Слайд 51

МАТЕРИЯ

ВЕЩЕСТВО

ПОЛЕ

ФИЗ. ВАКУУМ

(Т, Ж, Г)

Электромагнитная теория

З, П

Э, М, Гр.

Вирт. Ч

А.С. Чуев - 2020

МАТЕРИЯ ВЕЩЕСТВО ПОЛЕ ФИЗ. ВАКУУМ (Т, Ж, Г) Электромагнитная теория З, П

Слайд 52

Факультативно

А.С. Чуев - 2020

Факультативно А.С. Чуев - 2020
Имя файла: Электрическое-поле-системы-неподвижных-зарядов-в-вакууме.-Теорема-Гаусса.-Лекция-1.pptx
Количество просмотров: 53
Количество скачиваний: 0