Физика. Электромагнетизм. Часть 1. Электростатическое поле. Его свойства и характеристики. Барсуков В.И. - 11 стр.

UptoLike

Составители: 

6 Если вектор напряженности во всех точках поля одинаков по величине и имеет одно и то же на-
правление, то такое поле называется однородным:
...
21
== EE
r
r
. (5.2)
7 Найдем выражение для напряженности поля, созданного точечным зарядом. Силу, действующую
на пробный заряд со стороны заряда, создающего поле, можно найти по формуле Кулона (так как оба
заряда точечные):
r
r
rε
qq
F
r
r
2
0
4
1
+
πε
=
,
где
r
r
радиус-вектор, проведенный из точки, где находится заряд q, создающий поле, в точку, где на-
ходится пробный заряд q
+
.
Разделив силу
F
r
на величину пробного заряда, найдем величину и направление векторов напря-
женности:
r
r
r
q
q
F
E
r
r
r
ε
πε
==
+
2
0
4
1
. (5.3)
Величина, стоящая в формуле (5.3) в скобках, определяет численное значение напряженности:
2
0
4
1
r
q
E
ε
πε
=
. (5.4)
Из формулы (5.3) видно, что векторы
E
r
электрического поля во всех точках направлены радиально
от заряда, если он положителен, и к заряду, если он отрицателен (рис. 5).
8 Из определяющего уравнения для напряженности (5.1) следует, что на всякий точечный заряд в
электрическом поле с напряженностью E
r
действует сила
EqF
r
r
= . (5.5)
Рис. 5
Если q > 0, направление
F
r
совпадает с направлением
E
r
, если q < 0, направление
F
r
противополож-
но направлению
E
r
.
9 Наряду с напряженностью для описания электрического поля вводится вспомогательная, чисто
расчетная характеристика, называемая электростатической индукцией или электрическим смещением
D
r
(подробнее об этой величине речь пойдет в п. 19).
Если среда изотропна, то связь между индукцией D
r
и напряженностью
E
r
в любой точке поля вы-
ражается формулой:
ED
r
r
εε=
0
, (5.6)
где ε
0
– электрическая постоянная; ε – относительная проницаемость среды.
10 Найдем индукцию для точечного заряда. Для этого в формулу (5.6) подставим выражение для
E
r
по (5.3). Получим:
3
2
1
1
3
2
3
E
v
2
E
v
1
E
v
1
E
v
3
E
v
2
E
v