60 Применение теоремы Гаусса к расчету электростатических полей
Теорема Гаусса совместно с принципом суперпозиции позволяет вычислять поля при симметричном расположении зарядов.
а) поле бесконечной, равномерно заряженной плоскости.
Пусть
плоскость заряжена с поверхностной
плотностью заряда σ:
За Гауссовую поверхность возьмем прямой круговой цилиндр с осью перпендикулярной плоскости и основаниям dS . Поток напряженности через боковую поверхность цилиндра равен 0
En=0 ,остается поток через основание цилиндра
dNE=EdS+EdS=2EdS,
dq=σdS,
2EdS=
,
,Если
в среде:
б) Поля двух равномерно заряженных плоскостей. Пусть плоскости заряжены с поверхностной плоскостью заряда σ
,
-
внутри
Вне E=0
Среда
,
в)
Поле заряженной сферы
Рассмотрим
заряженную сферу с поверхностной
плотностью заряда 
:
.
За Гауссовую поверхность возьмем сферу
сr.
,
,
,
.
Среда:
г) Поле заряженного шара.
д) Поле заряженной бесконечной нити
70 Статическое поле в веществе. Электрический диполь. Поляризованные заряды. Поляризованность
По электропроводности материалы делятся: 1. Проводники (металлы, электролиты); 2. Полупроводники (германий, кремний); 3. Диэлектрики (стекло, вата).
Диэлектрики
проводят электрический ток 1015
1020
раз хуже чем проводники. Молекулы и
атомы, диэлектрики в целом электрически
нейтральны. Электрические заряды в
атомах и молекулах связаны друг с другом
и не могут перемещаться по всему объему
диэлектрика. Также заряды называются
поляризованными, связанными. Заряды,
которые могут перемещаться называются
свободными (сторонними).
В зависимости от строения молекул различают три типа диэлектриков: 1.Неполярные; 2.Полярные; 3.Кристаллические
Если в отсутствии внешнего электрического поля E=0 ,центры распределения положительных и отрицательных зарядов смещаются в противоположные стороны на малое расстояние по сравнению с размерами молекул. Такую молекулу рассматривают как упругий диполь.
Электрический диполь – система двух равных по величине, но противоположные по знаку электрических зарядов, находящихся близко друг к другу по сравнению с расстояниями, на которых рассматривается этот диполь.
Основная характеристика диполя – электрический дипольный момент
Это произведение положительного заряда на плечо.
Если в отсутствии внешнего электрического поля распределения положительных и отрицательных зарядов молекул не совпадают из-за ассиметричного строения молекулы называется полярной, а диэлектрик –полярным.
Полярным диэлектриком является вода.
При отсутствии внешнего поля дипольные моменты отдельных молекул ориентированы хаотично в силу теплового движения молекул и в целом диэлектрик не имеет дипольного момента.
Во внешнем электрическом поле диполи ориентируются по полу и дипольный момент диэлектрика отмечают 0.
Кристаллические диэлектрики имеют ионное строение, во внешнем поле происходит смещение положительных и отрицательных ионов ,диэлектрики приобретают дипольный момент.
Поляризация диэлектрика:
Во внешнем эл.поле есть переход диэлектрика в такое состояние , когда дипольный момент всего объема отличен от 0.
За
меру поляризации диэлектрика принимают
поляризованность .
–дипольный
момент единицы объема
Суммирование происходит по всем дипольным моментам находящимся в объеме V.
Единицы измерения дипольного момента
[p]=Кл/м2
