Hlavným cieľom sekcie elektrostatiky formulovať takto: pre danú distribúciu v priestore a množstvo elektrického náboja (zdroj poľa) s cieľom určiť hodnotu intenzity vektora E na všetkých miestach na poli.Riešenie tohto problému je možné, na základe takého ako princípu superpozície elektrických polí (princíp nezávislosti pôsobenia elektrického poľa) intenzity niektorého z elektrického poľa vsádzky bude rovnať geometrického súčtu intenzity poľa, ktoré sú vytvorené každý z poplatkov.
náboj generovaný elektrostatické polia môžu byť rozdelené do priestoru alebo diskertno alebo kontinuálne.V prvom prípade, intenzita poľa:
n
E = Σ Ei₃
i = t,
kde Ei - napätie v určitom mieste v priestore poľa vytvoreného jedným i-teho náboja systému, a n - celkový počet diskertnyh poplatkov, ktorézahrnuté v systéme.
príklad riešenia problému, ktorý je založený na princípe superpozície elektrických polí.Takže pre určenie intenzity elektrostatického poľa, ktorý je vytvorený vo vákuu stacionárne bodové náboje q₁, q₂, ..., qn, pomocou vzorca:
n
E = (1 / 4πε₀) Σ (qi / r³i) ri
i =t,
kde ri - polomer vektor odoberá z bodového náboja qi v danom mieste poľa.
dať iný príklad.Stanovenie elektrostatického poľa, ktorý je vytvorený vo vákuovej elektrického dipólu.
elektrické dipóly - systém z dvoch zhodných v absolútnej hodnote, a tým, opačné náboje q teplotu 0 a -q, je vzdialenosť medzi I, ktoré sú pomerne malé v porovnaní so vzdialenosťou bodov do úvahy.Ramenné dipól sa bude nazývať vektorový l, ktorý je smerujúci pozdĺž osi dipólu do kladného náboja od negatívnych a číselne rovná vzdialenosti Aj medzi nimi.Vektorové pₑ = QL - elektrická dipólového momentu (elektrický dvojpól moment).
napätie E dipól pole v ľubovoľnom bode:
E = + E₊ E₋,
kde E₊ a E₋ sú intenzita poľa elektrických nábojov q a -q.
Tak, v bode A, ktorý je umiestnený na osi dipólu pevnosti dipólového poľa vo vákuu sa rovná
E = (1 / 4πε₀) (2pₑ / RJ)
V bode B, ktorý je umiestnený na kolmom, obnovený k osidipól zo svojho stredu:
E = (1 / 4πε₀) (pₑ / RJ)
v ľubovoľnom bode M, dosť vzdialené od dipólu (r≥l), modul jeho intenzity poľa
E = (1 / 4πε₀)(pₑ / RJ) √3cosθ + 1
Navyše princíp superpozície elektrického poľa sa skladá z dvoch tvrdenie:
- Coulombovho sila interakciou dvoch poplatkov nie je závislá na prítomnosti iných nabitých tiel.
- Predpokladajme, že náboj q interaguje so systémom poplatkov za Q1, Q2,.,,, Qn.Ak je každý z nábojov systému, pôsobí na náboj q sa silou F₁, F₂, ..., Fn, v danom poradí, výsledná sila F, pôsobiaca na náboj q na strane systému je rovná vektorovému súčtu jednotlivých síl:
F = F₁ + F₂ + ... + Fn,
To znamená, že princíp superpozície elektrických polí umožňuje, aby sa k dôležitému vyhlásení.
Ako viete, gravitačný zákon platí nielen pre bodové masy, ale aj pre loptičky s spherically symetrické rozloženie hmotnosti (najmä pre loptu a hmoty bodu);Potom r - vzdialenosť medzi stredmi guličiek (od bodu hmotnosti k stredu guľôčky).Vyplýva to z matematickej formy gravitačného zákona a princípu superpozície.
Pretože formula Coulombovho zákona má rovnakú štruktúru ako zákon gravitácie, a Coulomb silou a robil princíp superpozície polí, je možné, aby sa podobnému záveru: Coulomb budú spolupracovať dvoch nabitú guľu (bodový náboj s loptou), za predpokladu, žeguličky sú sféricky symetrické rozloženie náboja;hodnota r je v tomto prípade je vzdialenosť medzi stredmi guličiek (z hľadiska nákladov pre lopty).
Preto intenzita poľa nabitej lopty je mimo lopty je rovnaká ako u bodového náboja.
Ale v electrostatics, na rozdiel od gravitácie, s dobou trvania ako je superpozícia polí, musíme byť opatrní.Napríklad, keď sa blíži kladne nabité kovové guľôčky sférická symetria je prerušené: pozitívny náboje, vzájomne tlačia, bude mať tendenciu sa najviac vzdialené od seba oddieloch guličiek (v stredoch pozitívnych nábojov bude ďalej od seba, ako stredy guľôčok).Z tohto dôvodu bude odpudivá sila gule v tomto prípade menší, ako je hodnota, ktorá je odvodená z Coulombovho zákona substitúciou namiesto r vzdialenosť medzi stredmi.
