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電場的疊加原理

本節的主要目的被配製以這樣的方式靜電:通過在預定的空間分佈和量 的電荷 (場源)來確定E場的所有點處的矢量的值。 這個問題的解決方案是可能的等概念電場(的電場的作用獨立的原理)的疊加原理的基礎上:的任何費用的電場系統的強度將等於場強,其由每個電荷的產生的幾何總和。

創造這些指控 靜電場 能在太空或diskertno或連續進行劃分。 在第一種情況下 的場強 :

ñ

E =ΣEi₃

I = T,

其中榮 - 在由一個第i收費系統產生的場空間的特定點處的強度,並且n - 總數被包括在系統中diskertnyh電荷。

解決的問題,這是基於對一個例子的疊加原理電場。 因此,為了確定靜電場,這是在真空中靜止的點電荷Q 1創建,Q 2,...,QN,使用下式:

ñ

E =(1 /4πε₀)Σ(氣/r³i)裡

I = T,

其中ri - 從電荷氣的點在音調的所考慮點畫出半徑矢量。

下面是另一個例子。 這是通過在真空中的電偶極子產生的靜電場的測定。

電偶極 - 與所考慮的距離點相比兩個相同的絕對值和,的系統因此,符號相反的電荷q> 0和-q的,它們之間的距離I是相對小的。 肩偶極矢量將被稱為升,其沿著軸線偶極引導到正電荷的負和數值上等於它們之間的餘距離。 矢量pₑ= QL - 電偶極矩(電偶極矩)。

在任何時候偶極場強E:

E = +E₊E₋,

其中E₊和E₋是電荷q和-q的場強。

因此,在A點,即位於偶極軸,偶極子的場強會在真空中等於

E =(1 /4πε₀)(2pₑ/ R 3)

在B點,其位於垂直於偶極軸線從其中間降低:

E =(1 /4πε₀)(pₑ/ R 3)

在任意點M,從偶極(r≥l)足夠遠,它的場部的強度是

E =(1 /4πε₀)(pₑ/ R 3)√3cosθ+ 1

此外,電場是兩個語句的疊加原理:

  1. 兩費相互作用的庫侖力不依賴於其他帶電體的存在。
  2. 讓我們假設電荷Q與電荷Q1的系統,Q2交互,. 。 。 ,QN。 如果每個系統的電荷的作用於電荷q給力F 1,F 2,...,FN,分別合力F,施加到該系統的一部分的電荷q為等於各個力的矢量之和:
    F = F 1 + F 2 + ... + FN。

因此,電場疊加原理允許走到了重要的發言。

如已知的, 萬有引力的法則 是有效的,不僅對於點質量,而且還用於與球對稱分子量分佈的球(特別地,用於球和點質量); 然後r - (對球的中心從點質量)球的中心之間的距離。 這是根據萬有引力定律和疊加原理的數學形式。

由於公式 庫侖定律 具有相同的結構,萬有引力定律和庫侖力也配置域疊加原理,就可以做一個類似的結論:庫侖會相互作用兩個帶電球(點電荷球)與球具有如下條件:球對稱電荷分佈; 在這種情況下的r值是球(從點電荷的球體)的中心之間的距離。

這就是為什麼現場充球的強度是出球的是一樣的,一個點電荷的。

但在靜電,不像重力,用這個概念,作為場的疊加,我們必須小心。 例如,當接近正電荷的金屬球球對稱性被打破:正電荷的,相互推離,將趨向於最遠離球的每個其它部分(正電荷的中心將位於相距更遠比滾珠的中心)。 因此,在這種情況下,球的排斥力小於其從庫侖定律通過將R代的中心之間的距離而獲得的值。

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