Tujuan utama dari bagian elektrostatika dirumuskan sebagai berikut: untuk distribusi yang diberikan dalam ruang dan jumlah muatan listrik (sumber lapangan) untuk menentukan nilai dari vektor intensitas E di semua titik lapangan.Solusi untuk masalah ini adalah mungkin atas dasar hal-hal seperti prinsip superposisi medan listrik (prinsip independensi aksi medan listrik) intensitas dari setiap medan listrik dari muatan akan sama dengan jumlah geometris kekuatan lapangan, yang dibuat oleh masing-masing biaya.
biaya yang dihasilkan medan elektrostatik dapat dibagi dalam ruang atau diskertno atau terus menerus.Dalam kasus pertama, kekuatan medan:
n
E = Σ Ei₃
i = t,
mana Ei - ketegangan di titik tertentu di bidang ruang angkasa yang dibuat oleh satu sistem biaya-i, dan n - jumlah total biaya diskertnyh yangtermasuk dalam sistem.
contoh pemecahan masalah, yang didasarkan pada prinsip superposisi medan listrik.Jadi untuk menentukan kekuatan medan elektrostatik yang dibuat dalam vakum muatan titik stasioner q₁, q₂, ..., qn, menggunakan rumus:
n
E = (1 / 4πε₀) Σ (qi / r³i) ri
i
=t,mana ri - vektor radius ditarik dari titik muatan qi di titik tertentu dari lapangan.
memberikan contoh lain.Penentuan medan elektrostatik yang dibuat dalam dipol listrik vakum.
dipol listrik - sistem dua identik dalam nilai absolut dan, dengan demikian, biaya yang berlawanan q & gt; 0 dan q, jarak antara saya yang relatif kecil dibandingkan dengan jarak satu poin di bawah pertimbangan.Bahu dipol akan disebut l vektor, yang diarahkan sepanjang sumbu dipol dengan muatan positif dari negatif dan numerik sama dengan jarak aku di antara mereka.Vektor pₑ = ql - momen dipol listrik (momen dipol listrik).
tegangan E bidang dipole pada setiap titik:
E = + E₊ E₋,
mana E₊ dan E₋ adalah kekuatan bidang muatan listrik q dan q.
demikian, pada titik A, yang terletak pada sumbu kekuatan dipole medan dipol dalam ruang hampa sama
E = (1 / 4πε₀) (2pₑ / r³)
Pada titik B, yang terletak di tegak lurus, dikembalikan ke sumbudipol dari tengah nya:
E = (1 / 4πε₀) (pₑ / r³)
Pada titik M sewenang-wenang, cukup jauh dari dipol (r≥l), modul kekuatan medan adalah
E = (1 / 4πε₀)(pₑ / r³) √3cosθ + 1
Selain itu, prinsip superposisi medan listrik terdiri dari dua pernyataan:
- gaya Coulomb interaksi dari dua tuduhan tidak tergantung pada kehadiran badan lainnya yang dikenakan.
- Asumsikan bahwa biaya q berinteraksi dengan biaya sistem q1, q2 ,..., Qn.Jika masing-masing dari tuduhan sistem bekerja pada q muatan dengan kekuatan F₁, F₂, ..., Fn, masing-masing, gaya F yang dihasilkan, diterapkan pada muatan q pada bagian dari sistem ini adalah sama dengan jumlah vektor dari pasukan yang terpisah:
F = F₁ + F₂ + ... + Fn.
demikian, prinsip superposisi medan listrik memungkinkan untuk datang ke sebuah pernyataan penting.
Seperti yang Anda tahu, hukum gravitasi berlaku tidak hanya untuk massa titik, tetapi juga untuk bola dengan distribusi bola simetris massa (khususnya untuk bola dan massa titik);Kemudian r - jarak antara pusat bola (dari titik massa ke pusat bola).Ini mengikuti dari bentuk matematis dari hukum gravitasi universal dan prinsip superposisi.
Sejak rumus hukum Coulomb memiliki struktur yang sama seperti hukum gravitasi, dan gaya Coulomb dan membuat prinsip superposisi bidang, adalah mungkin untuk membuat kesimpulan serupa: Coulomb akan bekerja sama dua dimuat bola (muatan titik dengan bola), asalkanbola adalah distribusi muatan bola simetris;nilai r dalam hal ini adalah jarak antara pusat bola (dari titik biaya untuk bola).
Itulah sebabnya kekuatan medan dari bola bermuatan keluar dari bola adalah sama dengan muatan titik.
Tapi di elektrostatika, seperti gravitasi, dengan istilah seperti superposisi bidang, kita harus berhati-hati.Misalnya, ketika mendekati bola logam bermuatan positif simetri bola rusak: muatan positif, saling mendorong, akan cenderung paling terpencil dari setiap bagian lain dari bola (pusat-pusat muatan positif akan jauh terpisah dari pusat bola).Oleh karena itu, gaya tolak bola dalam hal ini akan kurang dari nilai yang berasal dari hukum Coulomb dengan menggantikan bukannya r jarak antara pusat.
