Закон Кулона. Электростатическое поле представляет собой частный вид электромагнитного поля

Электростатическое поле

Электростатическое поле представляет собой частный вид электромагнитного поля. Оно создается совокупностью электрических зарядов неподвижных в пространстве по отношению к наблюдателю и неизменных во времени.

Электростатическому полю присуща способность воздействвать на помещенный в него электрический заряд с механической силой, прямо пропорциональной величине этого заряда.

Электростатическое поле – это поле, не изменяющееся во времени. Электростатическое поле является частным случаем электромагнитного поля. Электростатическое поле создается совокупностью электрических зарядов, неподвижных в пространстве по отношению к наблюдателю и неизменных во времени.

Основным законом электростатики является закон Кулона, математически определяющий силу взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов.

Закон Кулона: между двумя покоящимися точечными зарядами q₁ и q₂ действует сила, прямо пропорциональная произведению зарядов и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними. Сила направлена по прямой от одного заряда к другому.

где – единичный вектор, направленный по прямой от положительного заряда к отрицательному заряду; r – расстояние между зарядами.

Напряженность электростатического поля можно определить как силу, действующую на единицу заряда.

По закону Кулона можно определить величину напряженности электростатического поля, создаваемого уединенным точечным телом с зарядом q в некоторой точке, отстоящей от этого тела на расстоянии r:

.

Здесь ε_r – относительная диэлектрическая проницаемость среды;

(Ф/м)- электрическая постоянная;

- единичный радиус-вектор, на­правленный по радиусу от заряда, если q > 0, и к заряду, если q <0.

В линейных средах выполняется принцип наложения.

Принцип наложения (суперпозиции): если поле создается несколькими точечными зарядами, то общая напряженность электрического поля в любой точке равна геометрической сумме напряженностей от каждого заряда в отдельности,

,

где – напряженности в заданной точке, возбуждаемые точечными зарядами (рис. 2.1). Длина вектора определяется по формуле

.

Если электростатическое поле создается системой распределенных в про­странстве за­рядов, то эти заряды разбиваются на элементарные точечные за­ряды dq, а операция сложения заменяется интегрированием по объему, площади или длине, в зависимости от того, как рас­пределены заряды в пространстве.

Дата добавления: 2014-01-03