Классикалы электрдинамиканы пні. Электростатиканы негізгі есебі

Электрдинамиканы негізі электр заряды мен электр рісі болып табылады. Яни кез келген зарядталан денені айналасында электр рісі болады. Зарядталан денелер немесе блшектер бір-бірімен осы ріс арылы серлеседі. Электр заряды денелерді электрлік серлесуін сипаттайды. Электр зарядтарыны асиеттері:

- электр зарядтары о жне теріс болады, аттас зарядтар бір-бірінен тебіледі, ал р аттас зарядтар бір-біріне тартылады;

- электр заряды релятивтік - инвариантты: ол озалыс кезінде мнін

згертпейді, яни оны шамасы сана жйесіне туелсіз;

- электр заряды аддитивті, яни кез-келген жйені заряды жйені

райтын блшектерді зарядтарыны алгебралы осындысына те;

- электр заряды дискретті, яни кез келген блшек е элементар зарядтан трады, яни : q= eN.

Элементар заряды бар блшектер электрон ( теріс ) жне протон (о),

Элементар заряд /е/ = 1,6 10-19 Кл.

Электр зарядыны саталу заы - тйыталан жйені электр заряды осы жйеде тетін кез келген процесс кезінде згермейді.

q1 + q2 + q3+ ….+ qn = const

Нктелік заряд деген лшемі мен пішінін ескермеуге болатын электр заряды бар дене.

Электр зарядыны сызыты тыыздыы

(11.1)

мндаы dq - зындыы dl зарядталан сызыты элементті заряды.

Электр зарядыны беттік тыыздыы

(11.2)

мндаы dq - зарядталан бетті dS элементар блігіні заряды.

Электр зарядыны клемдік тыыздыы

(11.3)

мндаы dq - зарядталан денені dV элементар клеміні тыыздыы

Зарядтарды зара серлесуі Кулон заыменсипатталады. Ол екі нктелік зарядталан денені вакуумдегі зара серлесу кшіні осы денелерді жне зарядтарына жне оларды ара ашытыына туелділігін таайындайды. Халыаралы бірліктер жйесінде за былай жазылады:

, (11.4)

мндаы = 8,85*10-12Кл2/Н*м2 - электр тратысы.

Зарядталан блшектер мен денелер бір-бірімен ріс арылы серлеседі. озалмайтын электр зарядтарыны тудыратын рісі уаыт бойынша згермейді жне электрстатикалы ріс деп аталады. Зарядталан блшектерге электрстатикалы ріс тарапынан сер ететін кш электрстатикалы кш деп аталады. Электрстатикада олданылатын модель лшемі баса зарядталан денеге дейінгі ашытыпен салыстыранда ескермеуге болатын зарядталан дене - нктелік заряд.

Электрстатикалы рісті кштік сипаттамасы рісті кернеулігі болып табылады, ол бірлік о заряда сер ететін кшпен аныталады:

, (11.5)

мндаы - рісті берілген нктесіне орналасан о заряда сер ететін кш. Кернеулік векторыны баытына рісті берілген нктесінде орналасан бірлік о заряда сер ететін кулонды кшті баыты алынады.

Егер кернеулік векторы рісті барлы нктелерінде бірдей болса, ріс біртекті ріс деп аталады.

Электрстатикалы рісті кескіндеу шін кш сызытары олданылады. Кш сызытары немесе кернеулік сызытары деп р нктесінде жргізілген жанама сол нктедегі ріс кернеулігі векторымен баыттас болатын сызытарды айтады. Кернеулік сызытары о зарядтардан басталып, теріс зарядтарда аяталады, олар еш жерде иылыспайды, себебі рбір нктедегі кернеулікті тек бір мні жне белгілі баыты бар болады.

Кулонды кштерге механикадаы кш серлеріні туелсіздік принципі олданылады. Сонымен, рісті кез келген нктесіндегі q0 сыншы заряда сер етуші орыты кш оан тсірілген жйедегі р бір q i зарядтарды сер кштеріні векторлы осындысына те

. (11.6)

Берілген зарядтар жйесіндегі орыты ріс кернеулігі шін осы рнекті ескеріп, былай жазуа болады:

. (11.7)

Зарядтар жйесіні ріс кернеулігі жйені райтын зарядтарды кернеуліктеріні осындысына те болады. Бл суперпозиция принципідеп аталады.

Электрстатиканы негізгі есебі - рісті негізгі сипаттамалары: ріс кернеулігін жне потенциалын берілген шамалар бойынша табу жне кеістікте зарядтарды таралуын анытау. Бл есепті екі жолмен шешуге болады. Олар: суперпозиция принципі жне Гаусс теоремасы.