Робота та потенціал в електриці

1°. Робота в електричному полі.

Мал. 1 Робота електричних сил при малому переміщенні
Δl заряду q.

При переміщенні пробного заряду q в електричному полі електричні сили виконують роботу. Ця робота при малому переміщенні Δl дорівнює (мал. 1): 

ΔA = F∙Δl∙cosα = qEΔlcosα = qE_lΔl.

Електричне поле володіє важливою властивістю:

Робота сил електростатичного поля при переміщенні заряду з одної точки поля в іншу не залежить від форми траєкторії, а визначається лише положенням початкової і кінцевої точок і величиною заряду.

Подібну властивість має гравітаційне поле, і це зрозуміло, оскільки гравітаційні та кулонівські сили описуються  подібними співвідношеннями.

Наслідком незалежності роботи від форми траєкторії є наступне твердження:

Робота сил електростатичного поля при переміщенні заряда по будь-якій замкненій траєкторії дорівнює нулю.

Силові поля, які мають таку властивість, називають потенціальними або консервативними.

ДКР 10 ІІ-й семестр

ДКР 10-Б  (ІІ-й семестр)

Там, посередині веселки, довгоочікувані КАНІКУЛИ! Бачиш?

ДР-10 (2,12) - легкі
 

6.4.1; 6.4.2; 6.4.3 а),б); 6.4.4 а),б),в);  

6.4.5; 6.4.6; 6.4.7; 6.4.9 а),б),в),г),д).

ДКР-14 (2,14) - Савченко

6.3.26; 6.3.33; 6.3.35; 6.3.36; 6.3.39; 6.4.11;
6.5.5; 6.6.6; 6.6.7; 6.6.11; 6.6.12; 6.6.13.

Теорема Гауса

Розрахунок електричних полів за допомогою теореми Гауса

  Експериментально встановлені закон Кулона і принцип суперпозиції принципово дозволяють вичерпно описати електростатичне поле заданої системи зарядів в вакуумі. Однак, властивості електростатичного поля можна виразити в іншій, більш загальній формі, без допомоги уявлення про кулонівське поле точкового заряду.

Мал. 1 До визначення елементарного потоку ΔΦ .

Введемо нову фізичну величину, яка характеризує електричне поле – потік Φ вектора напруженості  електричного поля. Нехай в просторі, де існує електричне поле, розташована деяка достатньо мала площадка ΔS. Добуток модуля вектора Е на площу ΔS і на косинус кута α між вектором Е та нормаллю n до площадки називають елементарним потоком вектора напруженості через площадку ΔS (мал.1): 

ΔΦ = EΔS cos α = EnΔS,

де E_n – модуль нормальної складової поля Е.

Електростатика. Домашня робота

Електростатика.

Домашня робота (20 задач різного рівня та складності).

Здати в понеділок 15.04.2013 року до першого уроку на листочках з відповідним оформленням.

1. Як зміниться сила взаємодії двох точкових зарядів, якщо модулі зарядів і відстань між ними збільшаться у z разів?

1) збільшиться в z разів;     2) зменшиться в z разів;     3) не зміниться;

4) збільшиться в z² разів;     5) зменшиться в z²/4 разів.

2. Смужка фольги притягується до заряду з силою F₀. Як зміниться сила, якщо заряд збільшиться в z разів?

1) зменшиться в z разів;    2) не зміниться;    3) збільшиться в z разів;

4) збільшиться в z² разів;    5) зменшиться в z²/4 разів.

Електричне поле

Електричне поле та його характеристики

Прояв електричного поля.

   Електричні заряди не діють безпосередньо один на одний. Кожне заряджене тіло створює в навколишньому просторі електричне поле. Це поле зумовлює силову дію на інші заряджені тіла. 

Головна властивість електричного поля – дія на електричні заряди з деякою силою. Отже, взаємодія заряджених тіл здійснюється завдяки електричному полю, яке оточує заряджені тіла.

Електричне поле, яке оточує заряджене тіло, можна досліджувати за допомогою так званого пробного заряду – невеликого по величині точкового заряду, який не вносить помітного перерозподілу досліджуваних електричних полів.

Для кількісного визначення електричного поля вводять силову характеристику електричного поля - напруженість електричного поля.

Напруженістю електричного поля називають фізичну величину, яка дорівнює відношенню сили, з якою поле діє на позитивний пробний заряд, поміщений в дану точку простору, до величини цього заряду:

E = F/q

Закон Кулона

Електричний заряд. Закон Кулона

1° Електричний заряд.

Електричний заряд – це фізична величина, яка характеризує властивості частинок або тіл вступати в електромагнітні силові взаємодії.

Фундаментальні властивості зарядів частинок.

1.  В природі існує два види електричних зарядів: додатні (позитивні) та від’ємні (негативні).

2. Заряди можуть передаватись ( наприклад, під час контакту ) від одного тіла до іншого. На відміну від маси електричний заряд не є невід’ємною характеристикою тіла. Одне і те ж тіло в різних умовах може мати різний електричний заряд.

3. Однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні – притягуються. В цьому також проявляється принципова відмінність електромагнітних сил від гравітаційних. Гравітаційні сили завжди є силами притягання.

4. Одним з фундаментальних законів природи є експериментально встановлений закон збереження електричного заряду.

В ізольованій системі алгебраїчна сума зарядів всіх тіл залишається сталою:

   q₁+q₂+q₃+ … = const