Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом.




Поле объемно заряженного шара.

Для нахождения поля внутри шара используется закон Гаусса, но гауссова сфера строится внутри шара.

Если шар полый и заряд распределён по поверхности шара, то внутрь гауссовой поверхности не попадает никакого заряда, то есть поток поля через поверхность равен нулю, значит и само поле также равно нулю.

Если шар сплошной и равномерно заряжен по объёму, то внутрь гауссовой сферы радиуса r попадает заряд, равный произведению объёмной плотности заряда на объём гауссовой сферы:

Поле внутри равномерно заряженного шара будет:

Напряженность поля равномерно заряженной бесконечной прямолинейной нити (или цилиндра).

Предположим, что полая цилиндрическая поверхность радиуса R заряжена с постоянной линейной плотностью .

Проведем коаксиальную цилиндрическую поверхность радиуса Поток вектора напряженности через эту поверхность

По теореме Гаусса

Из последних двух выражений определяем напряженность поля, создаваемого равномерно заряженной нитью:

Циркуляция вектора напряженности электрического поля.

Циркуляцией вектора напряженности называется работа, которую совершают электрические силы при перемещении единичного положительного заряда по замкнутому пути L

Так как работа сил электростатического поля по замкнутому контуру равна нулю (работа сил потенциального поля), следовательно циркуляция напряженности электростатического поля по замкнутому контуру равна нулю.

Работа по перемещению заряда в электростатическом поле.

Электростатическое поле - эл. поле неподвижного заряда. Fэл, действующая на заряд, перемещает его, совершая раборту. В однородном электрическом поле Fэл = qE - постоянная величина

Работа поля (эл. силы) не зависит от формы траектории и на замкнутой траектории = нулю.

 

 

Потенциальная энергия. Связь потенциальной энергии и работы.

Электростатическая энергия - потенциальная энергия системы заряженных тел (т.к. они взаимодействуют и способны совершить работу).

Так как работа поля не зависит от формы траектории, то одновременно

сравнивая формулы работы, получим потенциальную энергию заряда в однородном электростатическом поле

Если поле совершает положительную работу (вдоль силовых линий), то потенциальная энергия заряженного тела уменьшается (но согласно закону сохранения энергии увеличивается кинетическая энергия) и наоборот.

Потенциал.

-энергитическая характеристика эл. поля.

- равен отношению потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду.

- скалярная величина, определяющая потенциальную энергию заряда в любой точке эл. поля.

Величина потенциала считается относительно выбранного нулевого уровня.

Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом.

Потенциал-энергитическая характеристика эл. поля. - равен отношению потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду.- скалярная величина, определяющая потенциальную энергию заряда в любой точке эл. поля.

 

Величина потенциала считается относительно выбранного нулевого уровня.

 

Разность потенциалов (или иначе напряжение) - это разность потенциалов в начальной и конечной точках траектории заряда.

Напряжение между двумя точками (U) равно разности потенциалов этих точек и равно работе поля по перемещению единичного заряда.

 

 

СВЯЗЬ МЕЖДУ НАПРЯЖЕННОСТЬЮ ПОЛЯ И РАЗНОСТЬЮ ПОТЕНЦИАЛОВ

Чем меньше меняется потенциал на отрезке пути, тем меньше напряженность поля.

Напряженность эл. поля направлена в сторону уменьшения потенциала.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: