Электричество и магнетизм Лекция 3 План 1

Электричество и магнетизм Лекция 3

План: 1. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. 2. Работа электрического поля. Электрический потенциал. 3. Сила и плотность тока. 4. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. 5. Закон Био-Савара-Лапласа. 6. Закон Ампера. Сила Лоренца.

Закон Кулона. Напряженность электрического поля Электрическое поле – особая форма поля, существующая вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также в свободном виде в электромагнитных волнах. Электрическое поле – поле, созданное электрическим зарядом.

Закон Кулона Ф/м

сила притяжения сила отталкивания [q] = 1 Кл

Напряженность электрического поля – сила, действующая на единичный заряд в электрическом поле. [E]=В/м=Н/Кл напряженность поля точечного заряда

ионы в жидкостях организма

Диполь это электронейтральная система связанных противоположных зарядов равной величины. ион-дипольное взаимодействие

Работа электрического поля. Электрический потенциал ( 1 – 2) = = U = A/q, [ ]=1 В Разностью потенциалов между двумя точками поля называют отношение работы, совершаемой силами поля при перемещении точечного положительного заряда из одной точки поля в другую, к этому заряду. Работа сил электростатического поля

Теоретически считают равным нулю потенциал бесконечно удаленных точек, поэтому Потенциалы в различных точках наглядно можно представить в виде поверхностей одинакового потенциала, которые называются эквипотенциальными поверхностями.

+ – сплошная – силовые линии, пунктир – эквипотенциальные поверхности.

Электроемкость. Энергия электрического поля электроемкость (емкость) уединенного проводника Конденсатор + d + + + - E - C=q/U C = 0 S / d

Энергия электрического поля C=q/U Объемная плотность электрической энергии

Сила и плотность тока Электрический ток – это направленное (упорядоченное) движение электрических зарядов. S q t

Для постоянного тока j=nqv

Магнитное поле. Индукция магнитного поля • Создается вокруг движущихся зарядов, например, проводников с током. • Это вид материи, посредством которой осуществляется силовое воздействие на движущиеся электрические заряды, помещенные в поле, и другие тела, обладающие магнитным моментом. • Магнитное поле характеризуется специальной векторной величиной индукцией магнитного поля (В) ([B] =1 Тл=1 Н/А).

где векторное произведение, r – расстояние, на котором создано магнитное поле проводником с током I, µ 0– магнитная постоянная, µ – магнитная проницаемость (µ = 1 – в вакууме) µ > 1 – парамагнетики (незначительно усиливают внешнее магнитное поле), µ >> 1 – ферромагнетики (усиливают внешнее магнитное поле), µ < 1 – диамагнетики (ослабляют внешнее магнитное поле).

Линии магнитной индукции не имеют начала или конца и являются замкнутыми. Подобные поля называют вихревыми.

Закон Био-Савара-Лапласа α – угол между dl (участком проводника) и r (расстояние от проводника). Направление вектора B определяется направлением отсчета угла α (от dl к r) по наименьшему расстоянию.

Сила Ампера. Сила Лоренца Δl I 1 I 2 FА = I l B I – ток, Δl – длина участка проводника с током, B – индукция магнитного поля. Направление силы Ампера определяется правилом левой руки I α B

Сила Лоренца Fл = q V B V α Fл B FЛ = q V B sin q – заряд, V – скорость движения заряда, B – индукция магнитного поля. Направление силы Лоренца, так же как и силы Ампера определяется правилом левой руки для положительного заряда.