Картины силовых линий и эквипотенциальных поверхностей некоторых простых электростатических полей.

Эквипотенциальные поверхности (синие линии) и силовые линии (красные стрелки) простых электрических полей: точечный заряд; электрический диполь; два равных положительных заряда.

В случае однородного поля эквипотенциальные поверхности представляют собой систему параллельных плоскостей.

Задание 3: изобразите самостоятельно силовые линии и эквипотенциальные поверхности положительно заряженной плоскости.

Принцип суперпозиции потенциалов.

(Из принципа суперпозиции для работ следует принцип суперпозиции для потенциалов).

Если электростатическое поле создается совокупностью точечных зарядов Q_i, то потенциал результирующего поля будет складываться из потенциалов кулоновских полей точечных зарядов: φ = φ₁ + φ₂ + φ₃ + ...

Связь между напряженностью однородного электростатического поля и разностью потенциалов.

	Работа сил однородного электростатического поля может быть вычислена как по формуле: , так и по формуле: .
Приравнивая правые части этих равенств, получим связь между напряженностью однородного электростатического поля и разностью потенциалов.
или

Единицы напряженности электростатического поля.

Используя формулу , определим единицу напряженности электрического поля в СИ.

.

Проводник – это вещество, в котором может происходить упорядоченное перемещение электрических зарядов. К проводникам относятся металлы, водные растворы солей, водные растворы кислот, водные растворы щелочей и ионизованные газы.

Свободные электроны металлического проводника (электроны проводимости).

Валентные электроны взаимодействующих друг с другом атомов металлов, участвующие в тепловом движении и способные перемещаться по всему объему металлического проводника.

Металлический проводник в

Электростатическом поле.

В металлическом проводнике, внесенном в электрическое поле, происходит перераспределение свободных зарядов, в результате чего на поверхности проводника возникают нескомпенсированные положительные и отрицательные индукционные заряды. Индукционные заряды создают свое собственное поле , которое компенсирует внешнее поле во всем объеме проводника: (внутри проводника),

	; .

Полное электростатическое поле внутри проводника равно нулю, а потенциалы во всех точках одинаковы и равны потенциалу на поверхности проводника. Поверхность проводника является эквипотенциальной поверхностью.

;

Электростатическая индукция.

Явление перераспределения свободных зарядов в проводнике, находящемся во внешнем электростатическом поле, в результате чего на поверхности проводника возникают нескомпенсированные положительные и отрицательные заряды.

Электростатическая защита

Если удалить некоторый объем вещества внутри проводника и образовать пустую полость, то электрическое поле внутри полости будет равно нулю.

Направление силовых линий электростатического поля с находящимся в нем проводником.

Так как поверхность проводника является эквипотенциальной, силовые линии у поверхности должны быть перпендикулярны к ней.

	Проводник, внесенный в электростатическое поле, в результате явления электростатической индукции приобретает на своей поверхности заряд, который
искажает внешнее электростатическое поле таким образом, что линии напряженности оказываются перпендикулярны поверхности заряда.

Диэлектрик (изолятор) – это вещество, состоящее из нейтральных атомов или молекул, в котором практически нет свободных электрических зарядов. Заряженные частицы в нейтральном атоме связаны друг с другом и не могут перемещаться под действием электрического поля по всему объему диэлектрика.

Электрический пробой.

Явление, при котором диэлектрик становится проводящим. Это происходит только в тех случаях, когда он помещается в очень сильное электрическое поле, энергии которого достаточно для вырывания электронов из отдельных молекул, и разделения молекул на части.

Электрический диполь.

Совокупность двух равных по величине и противоположных по знаку точечных зарядов +q и –q, расположенных на некотором расстоянии друг от друга.

Полярная молекула.

Молекула, в которой центры связанных зарядов (положительного и отрицательного) находятся на некотором расстоянии друг от друга.

Полярный диэлектрик.

Диэлектрик, состоящий из полярных молекул.

Неполярная молекула.

Молекула, имеющая симметричное строение, в которой центры связанных зарядов (положительного и отрицательного) совпадают.

Неполярный диэлектрик.

Диэлектрик, состоящий из неполярных молекул.