Геометрическое место точек, удовлетворяющее соотношению, образует
эквипотенциальную поверхность. Силовые линии вектора Е перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.
ПРОВОДНИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ. В отсутствии электрического тока силовые линии не проникают вглубь проводников, а начинаются и оканчиваются на их поверхности. При этом они всегда направлены по нормали к поверхности проводника- проводник представляет собой эквипотенциаль. Если проводник поместить наэквипотенциальную поверхность, то картина взаиморасположения силовых линий и эквипотенциальных поверхностей не изменится за исключением исчезновения поля внутри проводника, что обусловлено появлением индукционных зарядов противоположных знаков на обеих поверхностях проводника.
В общем случае, когда в исходном положении разные точки проводника находятся под разным потенциалом, появление индукционных зарядов на поверхности проводника, необходимых для выравнивания потенциала проводящего тела, приводит к существенному искажению исходной картины пространственного распределения силовых линий и эквипотенциальных поверхностей.
СИЛЫЗЕРКАЛЬНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ.
| Задачаопределениясилы взаимодействия точечного заряда с индуцированным зарядом на плоскости достаточно сложна, но она может быть решена простым способом. Если на центральную эквипотенциаль системы, состоящей из двух зарядов одинаковых по величине и противоположных по знаку, поместить проводящую плоскость, то картина распределения силовых линий и эквипотенциальных поверхностей для этих точечных зарядов не изменится. Поэтому характер взаимодействия точечного заряда с проводящей плоской поверхностью эквивалентен взаимодействию двух точечных зарядов (+ заряд как бы «посмотрел» на поверхность и увидел свое изображение как в зеркале) |
ЛЕКЦИЯ №12 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ДИЭЛЕКТРИКАХ
ДИПОЛЬ
|
ПОЛЕ ДИПОЛЯ. Определение напряженности поля диполя Еобщ в искомой точке путем векторного сложения Е+ и Е- представляет значительные математические трудности. Поэтому более рациональный путь – это определить величину потенциала в искомой точке (сложение скалярных величин не представляет особых трудностей) и воспользоваться связью между потенциалом и напряженностью электрического поля:
Зависимость напряженности поля от расстояния для различных конфигураций зарядов
| ~r0- const |
| ~r-1 |
Поле нити
| ~r-2 |
Заряда
| ~r-3 |
Поле диполя
ДИПОЛЬ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ. Однородное поле.
|
Момент сил, действующих на диполь
Электрическое поле оказывает ориентирующее действие на диполь, стремясь повернуть его так, чтобы его электрический момент был направлен по полю.
Неоднородное поле. Силы, действующие на + и – заряды, не равны по величине, поэтому электрическое поле оказывает не только ориентирующее воздействие на диполь, но и стремится переместить его в область больших полей.
Работа поворота диполя в электрическом поле: A=pE(cosa1-cosa2)
Энергия диполя в электрическом поле: W=-(pE)
Как и в случае проводников, диэлектрики существенно изменяют величину поля, создаваемого заряженными телами. По аналогии с металлами можно предположить, что в электрическом поле на поверхности диэлектриков возникают некомпенсированные заряды. Из опыта с телами, состоящими из двух половинок, которые помещают в электрическое поле, следует, что под действием поля электрические заряды свободно перемещаются по проводникам, а в диэлектриках такое перемещение возможно только в пределах отдельных молекул, составляющих диэлектрик.