Содержание курса

Почвоведение: системный подход

6. Электростатика

Основной закон электростатики – закон Кулона:

,

где ,  – модули точечных зарядов,  – расстояние между зарядами,  – коэффициент пропорциональности, численно равный в системе СИ . Закон Кулона справедлив только для точечных зарядов. Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами зависит от модулей зарядов. В современной физике считается, что вокруг каждого заряда существует электростатическое поле. Сила Кулона не может служить характеристикой поля, поскольку зависит от свойств не только источника , но и того заряда, который внесён в поле . Для характеристики поля определяют две величины:

1) напряжённость поля – силу, действующую на единичный положительный заряд:

.

Напряжённость – векторная величина. За направление вектора напряжённости принимают направление силы, действующей на положительный заряд. 

Для поля точечного заряда напряжённость

.

2) потенциал – работу электрического поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки поля в бесконечность:

.

Для поля точечного заряда

.

Если электростатическое поле создаётся системой точечных зарядов, то результирующую напряжённость можно найти по принципу суперпозиции – напряжённость результирующего поля равна векторной сумме напряжённостей отдельных полей:

.

Все вещества можно разделить на две группы, в зависимости от их поведения во внешнем электрическом поле:

1) проводники – при помещении их в электрическое поле внутри вещества напряжённость результирующего поля становится равной нулю;

2) диэлектрики – при помещении этих веществ в электрическое поле результирующая напряжённость внутри вещества оказывается в  раз меньше, чем в вакууме,  – диэлектрическая проницаемость вещества.

При сообщении проводнику заряда  его потенциал изменяется на , причём отношение сообщённого заряда к изменению потенциала для данного проводника остаётся неизменным. Это отношение принято называть электроёмкостью проводника (измеряется в Фарадах (Ф)):

.

Электроёмкость плоского конденсатора:

,

где  – площадь перекрывания пластин конденсатора,  – расстояние между пластинами,  Ф/м. Если конденсаторы соединены параллельно, то ёмкость такой системы равна сумме ёмкостей отдельных конденсаторов. Если соединение последовательное, то складываются величины, обратные ёмкостям.


Следующая страница: Примеры решения задач
Предыдущая страница: Задача № 28