Wektor indukcji pola elektrostatycznego.

Paweł Baranowski Elektrotechnika – klasa 2
lekcja 7
temat:
Wektor indukcji pola
elektrostatycznego.
Po co się tego uczymy?
Żeby zrozumieć alternatywną możliwość opisu zjawisk fizycznych oraz oswoić się
z algorytmem rozwiązywania problemów technicznych (wizualizacja, zrozumienie, analiza
modelu, uzgodnienie jednostek – weryfikacja, obliczenia, wnioski).
Dlaczego dzięki alternatywnemu opisowi zyskujemy inne spojrzenie na problem.
Na jakie pytania powinieneś znać odpowiedź po tej lekcji?
Jak definiuje się wektor indukcji elektrostatycznej?
Jest to wielkość wektorowa, będąca skutkiem zjawiska indukcji
elektrostatycznej (swobodne elektrony przepływają z jednej
płytki na drugą).
Jaki jest kierunek i zwrot tego wektora?
D=Q/s Wartość tego wektora określa stosunek wartości
wyindukowanego ładunku, do pola powierzchni płytki a kierunek
wyznacza prosta prostopadła do płytki,. Zwrot przyjmujemy od
płytki, która naładowała się ujemnie do dodatnio naładowanej a
w przypadku zamkniętej bryły, w kierunku od jej środka na
zewnątrz)
W jakich jednostkach opisujemy indukcję pola elektrostatycznego?
C/m2
Co to jest wektor powierzchni i w jaki celu wprowadzono takie pojęcie?
Jest o wektor, którego wartość (moduł) jest równa polu powierzchni,
a kierunek prostopadły do tej powierzchni
Czy powierzchnia, do której prostopadły jest wektor powierzchni musi być
płaska?
Nie, zwykle mamy do czynienia z powierzchniami
nieregularnymi i wtedy dzielimy powierzchnię
na małe fragmenty, które można uznać za płaskie i sumujemy.
Jak definiuje się strumień indukcji pola elektrostatycznego, przechodzący
przez powierzchnię S?
Φ=D*s*cos(D,s)
Jaki znak ma strumień indukcji pola wytworzonego przez ładunek ujemny?
W przypadku ładunku dodatniego – kąt między wektorami D i s jest mniejszy
od 90 stopni (lewy rysunek) W przypadku ujemnego większy od 90
stopni i dlatego iloczyn wektorów D*s jest ujemny
Jak sumujemy strumienie cząstkowe, aby obliczyć całkowity strumień
wektora indukcji, przepływający przez dowolna powierzchnię?
Podczas lekcji wyjaśniono o co chodzi.
Podaj i wyjaśnij o co chodzi w Prawie Gaussa.
Strumień Φ wektora indukcji D pola elektrostatycznego
przechodzący przez dowolną zamknięta powierzchnię s
jest równy całkowitemu ładunkowi zawartemu wewnątrz tej powierzchni
Φ=Qcałk
ważne (prawo Gaussa!)
Jeśłi pole jest symetryczne (tj jednorodne, centralne, cylindryczne…) prawo
Gaussa można stosować do obliczania indukcji w dowolnym
punkcie.
Jaka jest zależność miedzy indukcją a natężeniem pola?
Indukcja to D= Φ/s – jest ona stała, niezależna od ośrodka
Dla kuli
D= Q/(4πr2)
ale
E= 1/(4πεo) *Q/r2
z przy równania D=εo * Eo
W JEDNORODNYCH I IZOTROPOWYCH OŚRODKACH MATERIALNYCH:
ε
D= o *
Eo = =ε * E
ważne!
Zadanie domowe - czy potrafisz samodzielnie rozwiązać?
Narysuj przekrój dowolnej bryły otaczającej ładunek i kilka wektorów indukcji
i wektorów elementarnych powierzchni
Jeśli masz problem ze zrozumieniem materiału – wyślij mailem [email protected]
informację – czego nie rozumiesz. Postaram się wyjaśnić to na kolejnej lekcji.
Pytania mogą dotyczyć tylko szczegółów – nie dopuszczam stwierdzeń typu
„WSZYSTKO JEST NIEZROZUMIAŁE”