VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 1 CHƯƠNG 5 TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN NỘI DUNG

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SƯ
BỘ MÔN VẬT LÝ

VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 1

Chương 5

TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN

NỘI DUNG

1. Tương tác điện - Định luật Culông (Coulomb).
2. Điện trường.
3. Điện thông. Định lý O – G và ứng dụng.
4. Tính chất thế và Lưu số véc tơ cường độ điện

trường.
5. Công của lực điện trường. Điện thế, Hiệu điện

thế.

I. TƯƠNG TÁC ĐIỆN – ĐỊNH LUẬT COULOMB

1. Sự nhiễm điện và một số khái niệm.

- Cách làm nhiễm điện cho vật: có 3 cách cọ xát , tiếp xúc
và hưởng ứng.

- Có hai loại điện tích: dương (+) và âm (-). Các điện tích

cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau.

- Điện tích có giá trị nhỏ nhất gọi là điện tích nguyên tố:

e = 1, 6.10−19 C me = 9,1.10−31kg

- Điện tích của một vật nhiễm điện ln bằng bội số ngun
lần của điện tích ngun tố: Q = ne
• Giá trị tuyệt đối của điện tích được gọi là điện lượng.
• Điện tích của một chất điểm gọi là điện tích điểm.

I. TƯƠNG TÁC ĐIỆN – ĐỊNH LUẬT COULOMB

2. Thuyết điện tử: gồm các luận điểm sau
- Vật chất được cấu tạo từ các nguyên tử (gồm một hạt nhân

mang điện tích dương và các electron quay xung quanh). Ở
trạng thái thường, nguyên tử trung hoà điện.
- Khi nguyên tử mất electron ⇒ ion dương. Khi nguyên tử
nhận electron ⇒ ion âm
- Các (e) có thể chuyển động tự do từ nguyên tử này sang
nguyên tử khác, từ vật này sang vật khác gây ra sự nhiễm
điện của vật.

3. Định luật bảo toàn điện tích.
Phát biểu: Hệ cơ lập thì điện tích của hệ được bảo toàn.

I. TƯƠNG TÁC ĐIỆN – ĐỊNH LUẬT COULOMB

3. Định luật Coulomb.

r

q1 r12 q2

+ -

r

F12

q1 → q2 →
r 12 F12
+ +

I. TƯƠNG TÁC ĐIỆN – ĐỊNH LUẬT COULOMB

Phát biểu: → →

→ 1 q1q2 r12 q1q2 r12

F12 = 2 . =k 2 . (1)
4πε0 r r rr

Với: ε0 ≈ 8,86.10−12 C2 / Nm2 là hằng số điện
k 1 = ≈ 9.109 Nm2 / C2 là hằng số Cu lông
4πε0

−Phương: Trong môi trường vật chất đẳng
→ −Chiều: hướng, lực tương tác giảm đi ε lần:
F  Modun:
F = k 2 | q1q2 | →

− εr
− Điểm đặt: →F

ck

F12 =
ε

q0 I. TƯƠNG TÁC ĐIỆN – ĐỊNH LUẬT COULOMB

- Định luật Coulomb đối với hệ điện tích điểm: khi điện tích q0 đặt
trong hệ điện tích điểm q1, q2, …, qn thì lực tĩnh điện tác dụng lên q0:

rr r r r
F = F1 + F2 + L + Fn = ∑ Fi

II. ĐIỆN TRƯỜNG

1. Khái niệm về điện trường:

- Điện trường là môi trường vật chất bao quanh các
điện tích, tác dụng lực lên điện tích khác đặt trong nó.

Q qr
+ +F

r
qF

-

3/16/2016

II. ĐIỆN TRƯỜNG → →

→ F = qE

2. Vectơ cường độ điện trường: EM

→

E

M

→ → →

→F q > 0: F ↑↑ E
E=
→ →
q
q < 0: F ↑↓ E

ĐT tĩnh: →

E không thay đổi theo t/g.

→

ĐT đều: E không thay đổi theo k/g.

Đơn vị đo cường độ điện trường: (V/m)

II. ĐIỆN TRƯỜNG

3. Vectơ CĐĐT do một điện tích điểm gây ra:

→ → * Phương:

→ Qr 1 Qr → E * Chieàu: | Q |
E=k 2. = . 2.
εr r 4πε0 εr r * Độ lớn: E = k εr2

* Điểm đặt:

→M

E

→M

r →

+ r → E

-

II. ĐIỆN TRƯỜNG

4. Vectơ CĐĐT do hệ điện tích điểm gây ra:

→ n → (Nguyên lí chồng
E = ∑ Ei chất điện trường) →
E1
i=1

M→

E

→

+ E2

q1 -q2

II. ĐIỆN TRƯỜNG

5. Vectơ CĐĐT do một vật tích điện gây ra:

→ →
E= ∫dE → dq →
dE=k 3 .r
vật mang điện
r

dq = ρdV = σdS = λdl

ρ: mật độ điện khối → →

σ: mật độ điện mặt dq r dE

λ: mật độ điện dài M

II. ĐIỆN TRƯỜNG

6. Lưỡng cực điện.
a. Khái niệm về LCĐ:

→

LCĐ là một hệ hai điện tích +q và –q + l -
đặt cách nhau một khoảng nhỏ l q1 q2

Mỗi lưỡng cực điện được đặc trưng bằng một đại
lượng gọi là mômen lưỡng cực điện: → →

pe = q l

→ →

pe = q l

+ -
q2
q1

II. ĐIỆN TRƯỜNG

b. Điện trường gây bởi lưỡng cực điện.

- Xét điểm M trên mặt phẳng trung trực của lưỡng cực

điện. CĐĐT tại M: ur uur uur
E = E1 + E2

→ kq l / 2
⇒ E = 2E1.cos α = 2 2 .
E1
r1 r1
M →

E

r1 → ⇒ E = 3 kq = 3 l kpe
r1 r
r E2

α

+ - uur
ur kpe
+q → -q Vậy: E=− 3
pe
r

II. ĐIỆN TRƯỜNG

Xét điểm M trên giá của lưỡng cực điện. CĐĐT tại M:

ur uur uur kq kq r2 − r2

E = E+ + E− ⇒ E =| E+ − E− |= 2 − 2 = kq 2 2 − +
r+ r− r− .r+
Mà:
r− = r + l / 2; r+ = r − l / 2

⇒ E = kq 4 2r = 3 = 3 l 2kql 2kpe Hay: uur
r r r ur 2kpe
E= 3

r

→ →

→ → → → →
E+ E M E− E− E M E+
+ pe
+q
-
-q

r

II. ĐIỆN TRƯỜNG

7. Đường sức của điện trường:

a) Định nghĩa: Đường sức của đt là đường mà tiếp tuyến

→ EM với nó tại mỗi điểm trùng với phương của
vectơ cđđt tại điểm đó, chiều của đsức là
N
chiều của vectơ cđđt.

→ Qua bất kì 1 điểm nào trong điện
trường cũng vẽ được 1 đường sức.
M EN

b) Tính chất:

c) Qui ước vẽ: Các đường sức không cắt nhau.
Số đường sức xuyên qua một đơn vị diện
tích đặt vng góc với phương của đường

dS sức bằng độ lớn của vectơ cđđt tại đó.

II. ĐIỆN TRƯỜNG

8. Điện phổ: Tập hợp các đsức điện trường gọi là điện

phổ (phổ của điện trường).

Điện phổ cho biết phân bố điện trường một cách trực quan

+ _ Điện trường đều
có các đường sức
_ song song cách
+ đều nhau.

Đường sức của
điện trường tĩnh
thì không khép
kín

III. ĐỊNH LÍ OSTROGRADSKY – GAUSS (O – G)

1. Vectơ cảm ứng điện:

Vectơ cảm ứng điện trong môi trường đồng nhất,

đẳng hướng: r r

D = εε0E

Vectơ cảm ứng điện do một điện tích điểm gây ra:

ε= 1 ε= 2 → Q→
D= 3.r

4πr

→ Vectơ cảm ứng điện
không phụ thuộc tính
→ E = E0 chất của môi trường.
ε

3/16/2016 Đơn vị đo: C/m2

III. ĐỊNH LÍ OSTROGRADSKY – GAUSS (O – G)

2. Thông lượng cảm ứng điện (điện thông):
→ → D Thông lượng cảm ứng điện gửi qua
n yếu tố diện tích dS:

→→ →→

α dΦE ≡ dΦD = D.dS.cos α = D. n .dS = D.d S

Thông lượng cảm ΦD = ∫ dΦD
ứng điện gửi qua
mặt (S): (S)

dS Qui ước chọn pháp vectơ đơn vị: Mặt kín:
(S) chọn hướng ra ngoài; mặt hở: chọn tùy ý.

Ý nghĩa của điện thơng: là đại lượng vơ hướng có thể âm,
dương, hoặc = 0. Giá trị tuyệt đối của điện thông cho biết
số đường sức gửi qua mặt (S).