Поля и его связь с напряженностью

Запишем формулу (1 из вопроса №7) так

Но из механики известно что работа

равна: А=-∆Wпот=W1-W2

W — потенциальная энергия

Следовательно потенциальная энергия взаимодействия двух зарядов равна:

График Wn:

Потенциалом электрического поля называется физическая величина: . [φ] = Дж/Кл = В («вольт»)

Если взаимодействуют два точечных заряда q0 и q, то —потенциал электрического поля, точечного заряда.

Таким образом работа по перемещению зарядов равна:

A = W1-W2 = q0* φ1-q0* φ2 = q0(φ1 – φ2)

Величина U = φ1 - φ2 — разность потенциалов электрического поля

Связь между вектором Е (напряженность электрического поля) и φ (потенциалом)

Работа по переносу энергии вдоль оси х равна: dA=F*dx=qEx dx.

С другой стороны dA = q(φ1 – φ2) = - q (φ2 – φ1) = - qdφ

Приравняем qEx = - qd φ, получим или равно – φх’

аналогично ;

Условное обозначение:

Следовательно:

Для однородного поля:

Для графического изображения электрических полей на ряду с символьными линиями используют эквивалентные поверхности (т.е. поверхности равного потенциала)

Силовые линии пересекаются с эквивалентными поверхностями под прямим углом.

 

Поляризация диэлектриков.

Полиризованость.

Диэлектрическая проницаемость.

Электрическое смещение.

Диэлектрики (изоляторы) — вещества не проводящие электрический ток, т.к. у них нет свободных зарядов. Диэлектрики бывают трёх типов:

1) Полярные, их молекулы представляют собой диполь(HCl)

2) Неполярные, их молекулы семеричны (H2, O2, N2, CH4)

3) Ионные, построены из ионов ( NaCl (пищевая соль))

При помещение в электрическое поле диполи полярных диэлектриков выстраиваются вдоль поля. У некоторых диэлектриков молекулы растягиваются и становится диполями. Это явление называется поляризациейдиэлектриков. Численная величина суммарно равная диполю на единицу объёма. Из опыта следует что поляризованость пропорциональна напряженности электрического поля

Н — «капа» каффецент пропорциональности, который называется диэлектрическая восприимчивость.

Рассмотрим диэлектрик в электрическом поле. В результате поляризации на поверхности диэлектрика образуются связанные заряды. Электрическое поле связанных зарядов направлено против поля.

Вывод: Поэтому результату электрическое поле всегда меньше в диэлектрике чем внешние поля .

Величина показывающая на сколько поле в вакууме больше поля в диэлектрике: называется диэлектрической проницаемостью.

Электрическое поле в диэлектрике удобно описывать с помощью вспомогательной величины — электрического смещения (или электрической индукции):

— электрическое поле в диэлектрике.

т.к. то т.е. Д=Д0 — электрическое смещение для диэлектрика и вакуума одинаковы.