- •Идея близкодействия.
- •Электрический заряд. Дискретность заряда. Закон сохранения заряда.
- •Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона.
- •Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции.
- •Электрический диполь. Поле диполя.
- •Применение теоремы Гаусса к расчету электрического поля конденсатора.
- •Применение теоремы Гаусса к расчету электрического поля возле бесконечной длинной заряженной нити.
- •Работа электростатического поля. Циркуляция электростатического поля.
- •Потенциал. Разность потенциалов.
- •Связь потенциала с напряженностью электростатического поля.
- •Проводник в электростатическом поле. Поверхностная плотность заряда.
- •Электростатическое поле в полости. Электростатическая защита.
- •Электроемкость проводника. Емкость конденсаторов различной геометрической конфигурации.
- •Законы Ома в дифференциальной форме.
- •Законы Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.
- •Сторонние силы. Э.Д.С. Гальванического элемента. Закон Ома для участка цепи с гальваническим элементом.
- •Разветвление электрической цепи. Правило Кирхгофа.
- •Магнитное поле. Открытие Эрстеда. Сила Ампера.
- •Вектор магнитной индукции. Закон Био-Савара-Лапласа.
- •Применение закона Био-Савара-Лапласа к расчету магнитного поля возле прямолинейного проводника.
- •Применение закона Био-Савара-Лапласа к расчету магнитного поля на оси кругового тока.
- •32.Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Принцип действия цилиндрических ускорителей.
- •Контур с током в магнитном поле. Момент сил, действующих на рамку с током.
- •Циркуляция вектора индукции магнитного поля. Законы полного тока.
- •Применение закона полного тока к расчету магнитного поля тороида.
- •Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля.
- •Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея, правило Ленца.
- •Явление самоиндукции. Индуктивность длинного соленоида.
- •Взаимная индукция. Коэффициент взаимной индукции.
- •Магнитная энергия тока. Плотность магнитной энергии.
- •Плоский конденсатор с диэлектриком. Поляризация диэлектрика. Поляризационные заряды.
- •Длинный соленоид с магнетиком. Молекулярные токи. Намагниченность.
- •Магнетики. Основные свойства магнетиков.
- •Природа диамагнетизма.
- •Природа парамагнетизма.
- •Природа ферромагнетизма.
- •Фарадеевские и Максвелловские трактовки явления электромагнитной индукции.
- •Ток смещения.
- •Система уравнений Максвелла в интегральной форме.
Предмет классической электродинамики.
Теорией Максвелла называется последовательная теория единого электромагнитного поля произвольной системы электрических зарядов и токов. В теории Максвелла решается основная задача электродинамики: по заданному распределению зарядов и токов отыскиваются характеристики их электрического и магнитного полей.
Эл-во – одно из свойств вещества. Эл заряд – количественная меря электричества. Если кол-во эл-ва одного рода больше чем другого, то тело электрически заряжено. Если одинаково – нейтрально. Получение эл заряженного тела называется электризацией.
Идея близкодействия.
Идея близкодействия заключается: 1) все тела могут взаимодействовать либо при непосредственном контакте, либо через посредство некой среды; 2) скорость передачи взаимодействия от одного тела к другому конечно.
Мат. среда, через посредство которой осуществляется эл. взаимодействие, называется эл. полем. Эл. поле, не изменяющееся со временем, называется электростатическим.
Электрический заряд. Дискретность заряда. Закон сохранения заряда.
Электричество – одно из свойств вещества. Эл. заряд – количественна мера электричества. Если кол-во эл-ва разного рода одинаковы, то тело эл. нейтрально. Получение эл. заряженного тела называется электризацией. Если размерами заряженного тела можно пренебречь, то такие тела назыв точечными эл зарядами. Эл. заряд можно делит, но не до бесконечности. Существует некий элю заряд, который разделить нельзя – элементарный эл. заряд (е).
Любой заряд q равен целому числу N элементарных зарядов е. Закон дискретности зарядов q=Nе. e=1,6*10-19 Кл. Кл – единица эл. зарядов.
Закон сохр зарядов – кол-во положительных и отрицательных зарядов во вселенной одинаково.
Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона.
Одинаковые отталкиваются, разные притягиваются.
З. Кулона – Сила, с которой взаимодействуют 2 точечных заряда прамо пропорциональна величине этих зарядо и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. З Кулона выполняется только для точечных и неподвижных зарядов. , , ε0=8.85*10-12 Ф/м – эл.стат. постоянная.
Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции.
Всякий электрический заряд изменяет определенным образом свойства окружающего его пространства – создает электрическое поле. Это поле проявляет себя в том, что помещенный в какую-нибудь его точку другой заряд испыт. действие силы. Сила, дейст на неподвижный заряд представл как F=qE, где вектор E назыв напряженностью эл.поля. Е можно определить как силу, действ на единичный полож неподвижн заряд. Напряж поля неподвижного точечного заряда q на расстоянии r от него представл – E=(qe)/(4πε0r^2) где e – орт радиуса-вектора r. [E]=[В/м]. Напряженность поля точ заряда обратно пропорц квадрату расстояния. В поле, созд неподвижным точ зарядом, сила, действ на пробный заряд, не зависит от того, покоится пробный заряд или движется.
Принцип суперпозиции - Напряженность поля системы точечных зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, которые создавали бы каждый из зарядов в отдельности. Он позволяет вычислять напряженность поля любой системы зарядов, представив ее в виде совокупности точ зарядов
Электрический диполь. Поле диполя.
Эл диполь – система из двух одинаковых по модулю разноименных точечных зарядов +q и –q, находящихся на некотором расстоянии друг от друга. Говоря о поле диполя, его считают точечным. Поле диполя обладает осевой симметрией, поэтому картина поля в любой плоскости, проход через ось диполя, одна и та же и вектор E лежит в этой плоскости. Величина p=ql – эл момент диполя (вектор, направл по оси диполя от отриц к полож). Потенциал поля φ=(pcosα)/(4πε0r^2). Поле диполя зависит от его эл момента. p является важной характеристикой поля. Потенц поля диполя убывает с расстоянием r быстрее, чем потенциал поля точечного заряда. Er=-δφ/δr, Eα=-δφ/rδα, E=( Er2+ Eα2)^(1/2)
Электростатическая теорема Гаусса. Густота силовых линий. (рисунки стр 16)
Теорема Гаусса – поток вектора напряженности Е через замкнутую поверхность равен отношению суммы зарядов, охватываемых этой поверхностью, к эл.стат постоянной.
Доказательство теоремы: Расмотрим поле точечного заряда q. Окружим заряд произвольной замкнутой поверхностью S (шар) и найдем поток вектора E сквозь элемент dS.
Рассмотрим систему зарядов и получим N=qвнутр/ε0. Если заряд расположен вне замкнутой поверхности, то поток вектора Е через нее равен нулю.
Физический смысл – причиной возникновения эл.стат поля является эл.стат заряд.
Густота силовых линий определяет поток вектора Е. dN=EdS. Вектор напряженности является касательной к силовой линии в любой точке. Число линий, проходящих через единичную поверхность, перпендикулярную им, численно равно напряженности поля. Сил линии начин на полож заряде, а заканчиваются на отрицательном.
Применение теоремы Гаусса к расчету электрического поля возле бесконечной заряженной плоскости.
σ=dq/dS – поверхностная плотность заряда. В случае цилиндра: N=Nб+2N0; Nб = 0; N=2N0; N0 = ESосн; По Гауссу: ; ; ;