Vật lý đại cương - Trường tĩnh điện phần 4 docx

Bigiảng
Vật lý đại cơng
Tác giả: PGS. TS. Đỗ Ngọc Uấn
ViệnVậtLýKỹthuật
Đại Học Bách Khoa H nội
Tr−êngtÜnh®iÖn
Ch−¬ng 1
1. Những khái niệm mở đầu:
Hiệntợng nhiễm điện do cọ xát
Điện tích nguyên tố: điện tử -e=-1,6.10
-19
C,
m
e
=9,1.10
-31
kg; Proton: +e, m
p
=1,67.10
-27
kg
Mất điện tử nhiễm điện dơng: thuỷ tinh
Nhận điện tử nhiễm điện âm: lụa
Định luật bảo ton điện tích: Tổng đại số điện
tích của hệ cô lập l không đổi.
Phân loại vật: Dẫn điện, điện môi, Bán dẫn ->
các thuyết:
Khí điện tử tự do áp dụng cho kim loại
Lý thuyết vùng năng lợng áp dụng cho TThể
2. §Þnh luËt Cul«ng
q

1
q
2
21
r
r
20
F
r
10
F
r
q
1
q
2
12
r
r
20
F
r
10
F
r
q
1
q
2
>0

q
1
q
2
r
20
F
r
10
F
r
q
1
q
2
<0
r
r
r
qq
kF
21
2
21
10
r
r
=
r
r

r
qq
kF
12
2
21
20
r
r
=
2
21
2010
r
qq
kFF ==
2
2
9
0
C
Nm
10.9
4
1
k =
πε
=
2
Nm

2
C
12
10.86,8
0
−
=ε
2
21
0
2010
r
|qq|
4
1
FF
πε
==
H»ngsè®iÖnm«i
2.1. §Þnh luËt Cul«ng
trong ch©n kh«ng
ĐL Culông: Lực tơng tác giữa hai điện tích
có phơng nằm trên đờng nối hai điện tích, l
lực hút nhau nếu hai điện tích trái dấu v đẩy
nhau nếu cùng dấu, có độ lớn tỷ lệ với độ lớn
tích giữa hai điện tích đó v tỷ lệ nghịch với bình
phơng khoảng cách giữa hai điện tích đó
2
21
0

21
r
|qq|
4
1
FF

==
2.2. Định luật Culông trong môi trờng
- Độ điện thẩm hay hằng số điện môi tỷ đối
Ch©n kh«ng 1
Kh«ng khÝ 1,0006
Thuû tinh 5 ÷ 10
H
2
O 81
DÇuc¸ch®iÖn1000
☛ §é ®iÖn thÈm hay h»ng sè ®iÖn m«i tû ®èi ε
cña mét sè chÊt:
☛ Lùc Cul«ng do hÖ ®iÖn tÝch ®iÓm q
1
, q
2
, , q
n
t¸c dông lªn ®iÖn tÝch ®iÓm q
0
:
∑
=

=+++=
n
1i
in21
FF FFF
rrrrr
3. Khái niệm về điện trờng, Véc tơ cờng độ
điện trờng
3.1. Khái niệm về điện trờng:
Tơngtácgiữahaiđiệntíchđiểmxảyranh
thế no?
Thuyết tác dụng xa: Tức thời, không thông
qua môi trờng nocả->Sai
Thuyết tác dụng gần: Quanh điện tích có môi
trờng đặc biệt->điện trờng lan truyền với c->
vận tốc tơng tác giới hạn
->điện trờng của điện tích ny tác dụng lực
lênđiêntíchkia
3.2. Véc tơ cờngđộđiệntrờng
Định nghĩa:Véc tơ cờng độ điện
trờng tại một điểm l đại lợng
có giá trị bằng lực tác dụng của
điện trờng lên một đơn vị điện
tích dơng đặt tại điểm đó
0
q
F
E
r
r

=
Thứ nguyên:
q
0

q


F
r

)
m
V
(
Véc tơ cờngđộđiệntrờng
gây ra bởi điện tích điểm
M
E
r
r
r
r4
qq
F
2
0
0
r
r

=
r
r
r
r
r4
q
E
2
0
r
r

=
2
0
r4
|q|
E

=
VÐc t¬ c−êng®é®iÖntr−êng g©y ra bëi hÖ
®iÖn tÝch ®iÓm
⊕

⊕
1
q
1

F
r

⊕
i
q
i
F
r

-
2
F
r

q
2
∑
=
=+++=
n
1i
in21
FF FFF
rrrrr

∑∑
∑
==
=

====
n
1i
n
1i
i
0
i
0
n
1i
i
0
E
q
F
q
F
q
F
E
r
r
r
r
r
∑
=
=
n

1i
i
EE
rr
t¹i M b»ng tæng c¸c vÐc t¬ c−êng ®é ®iÖn
tr−êng g©y ra bëi c¸c ®iÖn tÝch ®iÓm t¹i ®iÓm
®ã
-> nguyªn lý chång chÊt ®iÖn tr−êng
q
0
M
Véc tơ cờngđộđiệntrờng gây ra bởi vật
mang điện tích
dq
M
r
r
r
r
r4
dq
EdE
tbv
2
0
r
rr


==

vật bộ Ton
Ed
r
Trong trờng hợp cụ thể phải xác định phơng
v chiều bằng hình vẽ, tích phân chỉ xác định
giá trị của E
r
r
r4
dl
E
tbv
2
0
r
r



=
Dây:(C/m)
dq= dl
Mặt:(C/m
2
)
dq= dS
Khối:(C/m
3
)
dq= dV

r
r
r4
dS
E
tbv
2
0
r
r



=
r
r
r4
dV
E
tbv
2
0
r
r



=
dq
i

i
r
r
i
Ed
r