Потенциал точечного заряда

п отенциал точки, удаленной в бесконечность, равен нулю.

т .е. потенциал численно равен работе, которую совершают силы поля над единичным положительным зарядом при удалении его из данной точки в бесконечность

П ри этом , если q > 0

Е сли поле создается системой зарядов, то, используя принцип суперпозиции, получаем

Тогда и для потенциала или

п отенциал поля, создаваемый системой зарядов, равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемых каждым из зарядов в отдельности. А вот напряженности складываются при наложении полей – векторно.

работа над зарядом q равна произведению заряда на убыль потенциала:

где U – напряжение.

Э лектрон - вольт (эВ) – это работа, совершенная силами поля над зарядом, равным заряду электрона при прохождении им разности потенциалов 1 В, то есть:

12. Р аботу, совершенную силами электростатического поля на бесконечно малом отрезке можно найти так: эта работа, если она совершена электростатическим полем, равна убыли потенциальной энергии заряда, перемещенного на расстоянии dl:

Отсюда

Д ля ориентации dl (направление перемещения) в пространстве, надо знать проекции на оси координат

• -– вектор, показывающий направление наибыстрейшего увеличения функции.

Коротко связь между и φ записывается так:

и ли так:

где (набла) означает символический вектор, называемый оператором Гамильтона Знак минус говорит о том, что вектор направлен в сторону уменьшения потенциала электрического поля.

13. Н аправление силовой линии (линии напряженности) в каждой точке совпадает с направлением .

О тсюда следует, что напряженность равна разности потенциалов U на единицу длины силовой линии.

В однородном электрическом поле силовые линии – прямые. Поэтому

В оображаемая поверхность, все точки которой имеют одинаковый потенциал, называется эквипотенциальной поверхностью.

Уравнение этой поверхности

Л инии напряженности и эквипотенциальные поверхности взаимно перпендикулярны

Ф ормула выражает связь потенциала с напряженностью и позволяет по известным значениям φ найти напряженность поля в каждой точке

М ожно решить и обратную задачу, т.е. по известным значениям в каждой точке поля найти разность потенциалов между двумя произвольными точками поля.

Для обхода по замкнутому контуру получим:

т.е. пришли к известной нам теореме о циркуляции вектора напряженности: циркуляция вектора напряженности электростатического поля вдоль любого замкнутого контура равна нулю.

линии электростатического поля не могут быть замкнутыми: они начинаются на положительных зарядах (истоки) и на отрицательных зарядах заканчиваются (стоки) или уходят в бесконечность

14. т ри основных класса:

1. д иэлектрики

2. полупроводники

3. проводники

В идеальном диэлектрике свободных зарядов, нет. Но это не значит, что диэлектрик, помещенный в электростатическое поле, не реагирует на него, что в нем ничего не происходит

поляризация - Смещение электрических зарядов вещества под действием электрического поля

Способность к поляризации является основным свойством диэлектриков. Поляризуемость диэлектрика включает составляющие – электронную, ионную и ориентационную (дипольную).

Главное в поляризации – смещение зарядов в электростатическом поле.

В результате, каждая молекула или атом образует электрический момент Р

О бозначим – электростатическое поле связанных зарядов. Оно направлено всегда против внешнего поля

Следовательно, результирующее электростатическое поле внутри диэлектрика

Э лектрический момент тела, можно найти по формуле:

- поверхностная плотность связанных зарядов.