1. Sarcini tipice constau în electrostatics la:
a) Pentru o distribuție de sarcină dată în spațiu pentru a găsi câmpul creat de ele - pentru a calcula puterea și potențialul câmpului în orice punct, sau vice-versa, cunoscând caracteristicile câmpului, pentru a găsi crea taxele sale.
b) Pentru o anumită locație și forma conductorilor, cunoscând potențialul fiecărui conductor sau sarcină netă, distribuție taxa găsit în conductoarele și pentru a calcula câmpurile generate de aceste conductoare.
În curs de fizica elementară, cu câteva excepții, ia în considerare cazurile cele mai simple: problema taxelor de puncte, acuzat efectuarea sfere, avioane și condensatori.
Uneori, aceste probleme includ elementele mecanicii, iar sarcina devine un combinat, dar principalul obiectiv al ei încearcă să dea puterea ideilor.
2. Obiectivele electrostatica în cursul fizicii elementare este convenabil împărțit în două grupuri.
Primul grup include problema taxelor și a sistemelor de puncte care reduc la el, al doilea - toate problemele organismelor care, a căror dimensiune nu poate fi neglijată.
primul grup de soluții probleme se bazează pe aplicarea legilor mecanicii bazate pe legea lui Coulomb și consecințele care decurg din aceasta.
Astfel de sarcini care urmează să fie soluționate în ordinea următoare:
- Dotting forțele care acționează asupra unei sarcini punct plasat în câmpul electric, și scrie-l la ecuația de echilibru sau ecuația dinamică a punctului material de bază.
- Pentru a exprima energia electrică prin interacțiunea dintre taxe și câmpuri, și înlocuind aceste expresii în ecuația originală.
În cazul în care interacțiunea dintre organisme încărcate redistribuirea taxa pentru a adăuga ecuațiile ecuației de legea conservării taxa.
Mai mult, ca de obicei, este necesar să se ardă auxiliar cu formula și a sistemului de ecuații rezultat pentru a rezolva pentru valorile necunoscute.
Provocări pentru calculul câmpurilor. creează punctul de taxe sfere și planuri încărcat, - găsirea tensiunea sau potențialul într-un punct în spațiu bazat pe utilizarea unor formule pentru a calcula aceste cantități.
O atenție deosebită trebuie acordată naturii vector al tensiunii și să ne amintim că semnul în fața potențialului # 966; determinată de semnul taxei, câmp generatoare.
Calcularea lucrărilor efectuate de teren pe o taxa de punct și de energie, care dobândește o taxă ca urmare a intensității câmpului nu este mare dificultate.
Aceste valori pot fi găsite folosind formule și ecuații de drept de conservare a energiei și de transformare A = W1 -W2.
Ca și înainte, la W1 și W2 se poate înțelege numai energia mecanică totală a corpului pus sub învinuire - activitatea de forțe externe, care includ rezistența și câmpul electric.
un al doilea grup de soluții sarcini se bazează pe formule de calcul a energiei (de lucru) a câmpului electric și capacitatea încărcată a condensatorului.
Sarcinile pentru corpurile de sistem încărcat (de obicei condensatori plane), trebuie să stabilească mai întâi tipul de conexiune; determina care dintre condensatoarele sunt interconectate în serie, care în paralel.
Conectați elementele de circuit, inclusiv condensatori, nu se pot aplica fie la serial sau paralel.
Capacitatea totală a compusului complex de metode de fizică elementare pot fi relativ ușor de găsit numai în acele cazuri în care sistemul are un punct cu același potențial. Aceste puncte se pot conecta și deconecta, distribuirea taxelor pe condensatori, iar din acest potențial nu este schimbat.
Conectarea sau puncte având aceleași potențialele deconectare, complexul de incluziune poate fi redusă la combinația condensator de conexiuni seriale și paralele.
Puncte cu același potențial este întotdeauna în circuite având axa sau planul de simetrie în ceea ce privește punctele de conectare de alimentare cu energie. Puteți distinge între două cazuri.
În cazul în care circuitul este relativ simetrice față de axa (planul), care trece prin punctele de intrare și de ieșire de curent (un plan longitudinal de simetrie), apoi un potențial punct situat la capetele rezistențelor simetrice, deoarece curenții sunt aceleași pentru ei.
În cazul în care circuitul este relativ simetrice față de axa (planul) perpendicular pe linia pe care se află actuale punctele de intrare și de ieșire - în circuitul are o axă transversală (planul) de simetrie, toate au aceleași puncte potențiale situate la intersecția axei (planul) la conductorii.
Este aproape fapt evident rezultă din faptul că activitatea forțelor electrice cu privire la tarifele nu depinde de forma traseului.
Atunci când este setat la tipul de condensatoare de conexiune (serial sau paralel) și este clar modul de a găsi capacitatea lor totală, de calcul în continuare va fi redus pentru a se asigura că defini relația dintre taxele și tensiunea de pe condensator, și de a le exprima prin condensatori.
3. În rezolvarea problemelor de electrostatica și răspunsuri la unele întrebări calitative este util să se aibă în vedere următoarele:
- sarcini electrice pozitive sunt lăsate să se, mutați în câmpul electric de puncte, cu un mare potențial pentru punctele în care potențialul este mai redus. sarcinile negative sunt deplasate în direcția opusă.
- Câmpul electric în interiorul unui conductor încărcat static este zero. Acest rezultat nu depinde de faptul dacă a impus pe un câmp electric extern conductor sau nu. Potențialii toate punctele situate pe un conductor, este, așadar, aceeași valoare, adică conductorul este o suprafață echipotențială.
- Potențialul terenului și a tuturor organismelor legate de conductorul sol, presupus a fi zero.
- De lucru forțe electrostatice așa cum este revendicat în oricare buclă închisă zero.
- Dacă două castron solitar combina sârmă lung și subțire, capacitatea lor totală este suma bile individuale, deoarece capacitances bilele sunt aceleași potențialul și sarcina totală a sistemului este suma taxei de bile.
Din același motiv retrasă mingii poate fi considerat ca fiind două condensatoare, interconectate în paralel cu capacitances egale. - Dacă condensatorul este format din două sfere conductoare ale razelor R și R, cu un centru comun (condensator sferic), capacitatea sa este egală cu:
unde # 949; - constanta dielectrică a mediului de separare a sferelor. - Câmpul electric al unui condensator încărcat poate fi considerată ca o suprapunere a două domenii, fiecare creat printr-o placă de condensator. În cazul în care câmpurile produs plăci plane ale unui condensator încărcat poate presupune a fi omogene, intensitatea câmpului într-un condensator va fi de 2 ori mai mare decât intensitatea câmpului electromagnetic generat de un singur plan încărcat fără sfârșit.
- Într-o placă plană condensator poate fi privit ca un corp cu sarcină q, plasat într-o uniformă E1 intensitate a câmpului electric creat de cealaltă placă. Apoi, din prima placă la a doua (și vice-versa) va fi o forță:
Dacă condensatorul plat conectat la o sursă de energie pentru ao încărca, și apoi opriți, schimbarea capacitatea C a razdvizheniya condensator din cauza (convergență) sau plăci offset, introducerea (scoaterea) taxa dielectrice pe condensator nu se schimba.
Ce se întâmplă cu q cantități, U, E, F sau W, selectat pentru a instala analiza conexiune formule câmp electric cu o diferență de potențial, determinarea capacității, capacitatea condensatorului plat.
În cazul în care este introdus condensatorul între plăcile (sau îndepărtate), placa neîncărcată fără a închide regiunea câmp condensator al condensatorului este redus cu volumul acestei plăci. Toate valorile sunt astfel modificate în același mod ca și cum am fi la fel (sau deplasate în afară) plăci. În cazul în care condensatorul este conectat la o sursă de tensiune de curent continuu, pentru toate modificările de mai sus în capacitatea dintre plăcile sale rămâne tensiune constantă. Mărimile q, C, E și F pot astfel să varieze. - Dacă bateria de condensatoare conectată la o sursă de tensiune și informează-o anumită sarcină, atunci suma algebrică a taxelor de orice grup de electrozi, izolate din sursa trebuie să fie întotdeauna la zero, deoarece taxele din acest grup, datorită plăcilor de inducție separate.
- La calcularea câmpurile care apar în sistemul de corp încărcat - suprafața conductoare neîncărcate, este convenabil să se folosească o oglindă taxe metoda de imagine. Această metodă se bazează pe următorul principiu:
În cazul în care câmpul electric înlocui orice conductor de suprafață echipotențială având forma și potențialul suprafeței, câmpul electric, după o astfel de înlocuire va rămâne același. Prin urmare, în special, faptul că atunci când este plasat în apropierea planului infinit care efectuează taxa punct în ultimele taxe sunt redistribuite, astfel încât câmpul electric între avion și taxa este identic cu câmpul produs de taxa avută în vedere și imaginea sa în oglindă în planul conductor.
expuse pe scurt mai sus, poate fi exprimată ca următoarele reguli:
- Asigurați-un desen de a interacționa taxe conductoare specificate recipientele câmpuri;
- Când imaginea câmpurilor electrostatice trebuie să utilizeze regulile liniilor de câmp și suprafețele echipotențiale;
- Amintiți-vă că puterea interacțiunii dintre tarifele se calculează în conformitate cu legea lui Coulomb numai în cazul în care taxele poate fi considerat un punct;
- Să ia în considerare mediul în care sunt create taxe sau câmp electrostatic (în cazul în care nu se indică în starea printre sarcinile, se presupune vid (# 949; = 1) sau de aer, constanta dielectrică a care este aproape de unitate);
- Pentru a găsi valorile taxelor, după atingerea trupurilor încărcate aplică legea conservării taxa;
- Atunci când acționează pe o taxa de punct a mai multor forțe sau câmpuri pentru a utiliza principiul superpoziției (suprapunere);
- Știind că o taxa de punct și un sistem de sarcini punctiforme sunt în echilibru în cazul în care suma tuturor forțelor care acționează pe fiecare taxa este zero;
- calculul vitezei, energia taxelor punctiforme sau de lucru cu privire la libera circulație a acestora în domenii non-uniforme care produc pe baza legii de conservare a energiei.